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[diderot] Annotation of /branches/ein16/synth/d2/test_eval.py
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Annotation of /branches/ein16/synth/d2/test_eval.py

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Revision 4236 - (view) (download) (as text)

1 : cchiw 3915 import sympy
2 :     from sympy import *
3 :     #symbols
4 :     x,y,z =symbols('x y z')
5 : cchiw 3865 import sys
6 :     import re
7 : cchiw 4188 import math
8 : cchiw 3915 from obj_ty import *
9 :     from obj_apply import *
10 :     from obj_operator import *
11 : cchiw 3939 from obj_field import *
12 : cchiw 3865
13 : cchiw 3874
14 : cchiw 3865
15 : cchiw 3915 # *************************** unary operators ***************************
16 : cchiw 3939 # binary operators
17 :     def fn_add(exp1,exp2):
18 :     return exp1+exp2
19 :     def fn_subtract(exp1,exp2):
20 :     return exp1-exp2
21 :     # scaling operator
22 : cchiw 3998 def fn_multiplication(exp_s, t):
23 : cchiw 3939 exp_t = field.get_data(t)
24 :     ityp1 = field.get_ty(t)
25 :     shape1 = fty.get_shape(ityp1)
26 : cchiw 3946 #print "exp_s",exp_s,"exp_t",exp_t
27 : cchiw 3939 if(field.is_Scalar(t)):
28 :     return exp_s* exp_t
29 :     elif(field.is_Vector(t)):
30 :     [n1] = shape1 #vector
31 :     rtn = []
32 :     for i in range(n1):
33 :     rtn.append(exp_s*exp_t[i])
34 :     return rtn
35 :     elif(field.is_Matrix(t)):
36 :     [n1,n2] = shape1
37 :     rtn = []
38 :     for i in range(n1):
39 : cchiw 3946 tmp = []
40 : cchiw 3939 for j in range(n2):
41 : cchiw 3946 tmp.append(exp_s*exp_t[i][j])
42 :     rtn.append(tmp)
43 : cchiw 3939 return rtn
44 :     elif(field.is_Ten3(t)):
45 :     [n1,n2,n3] = shape1
46 :     rtn = []
47 :     for i in range(n1):
48 : cchiw 3946 tmpI = []
49 : cchiw 3939 for j in range(n2):
50 : cchiw 3946 tmpJ = []
51 : cchiw 3939 for k in range(n3):
52 : cchiw 3946 tmpJ.append(exp_s*exp_t[i][j][k])
53 :     tmpI.append(tmpJ)
54 :     rtn.append(tmpI)
55 : cchiw 3939 return rtn
56 :     else:
57 :     raise "unsupported scaling"
58 : cchiw 3865
59 : cchiw 3998 #scaling of a field
60 :     def fn_scaling(fld1, fld2):
61 :     def get_sca():
62 :     if(field.is_Scalar(fld1)):
63 :     return (fld1, fld2)
64 :     else:
65 :     return (fld2, fld1)
66 :     (s, t) = get_sca()
67 :     exp_s = field.get_data(s)
68 :     return fn_multiplication(exp_s, t)
69 :    
70 :     #division of a field
71 :     def fn_division(t, s):
72 :     if(field.is_Scalar(s)):
73 :     exp_s = (1/field.get_data(s))
74 :     return fn_multiplication(exp_s, t)
75 :     else:
76 :     raise Exception ("err second arg in division should be a scalar")
77 :    
78 : cchiw 4236
79 :     # sine of field
80 :     def fn_negation(exp):
81 :     return -1*exp
82 :    
83 : cchiw 3946 # negation of field
84 :     def fn_negation(exp):
85 :     return -1*exp
86 :    
87 :    
88 : cchiw 3939 #evaluate cross product
89 :     def fn_cross(fld1, fld2):
90 :     exp1 = field.get_data(fld1)
91 :     ityp1 = field.get_ty(fld1)
92 :     exp2 = field.get_data(fld2)
93 :     ityp2 = field.get_ty(fld2)
94 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
95 :     # vectors
96 :     n1 = fty.get_vecLength(ityp1) #vector
97 :     n2 = fty.get_vecLength(ityp2)
98 :     if(n1==2):
99 :     return (exp1[0]*exp2[1]) -(exp1[1]*exp2[0])
100 :     elif(n1==3):
101 :     x0= (exp1[1]*exp2[2]) -(exp1[2]*exp2[1])
102 :     x1= (exp1[2]*exp2[0]) -(exp1[0]*exp2[2])
103 :     x2= (exp1[0]*exp2[1]) -(exp1[1]*exp2[0])
104 :     return [x0,x1,x2]
105 :     else:
106 :     raise "unsupported type for cross product"
107 :    
108 : cchiw 3915 #gradient of field
109 :     def fn_grad(exp, dim):
110 :     if (dim==1):
111 : cchiw 4230 return diff(exp,x)
112 : cchiw 3915 elif (dim==2):
113 :     return [diff(exp,x), diff(exp,y)]
114 :     elif (dim==3):
115 :     return [diff(exp,x), diff(exp,y), diff(exp,z)]
116 :     else:
117 :     raise "dimension not supported"
118 : cchiw 3874
119 : cchiw 3939 #evaluate divergence
120 :     def fn_divergence(fld):
121 :     exp = field.get_data(fld)
122 :     ityp = field.get_ty(fld)
123 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
124 :     # vectors
125 :     n1 = fty.get_vecLength(ityp) #vector
126 :     if(n1==2):
127 :     return diff(exp[0],x)+diff(exp[1],y)
128 :     elif(n1==3):
129 :    
130 :     return diff(exp[0],x)+diff(exp[1],y)+diff(exp[2],z)
131 :     else:
132 :     raise "unsupported type for divergence"
133 : cchiw 3874
134 : cchiw 3939 #evaluate cross product
135 :     def fn_curl(fld):
136 :     exp = field.get_data(fld)
137 :     ityp = field.get_ty(fld)
138 :     dim = field.get_dim(fld)
139 :     n = fty.get_vecLength(ityp) #vector
140 :     if(n!=dim):
141 :     raise (" type not supported for curl")
142 :     if(n==2):
143 :     return diff(exp[1], x) - diff(exp[0], y)
144 :     elif(n==3):
145 :     x0= diff(exp[2],y) - diff(exp[1],z)
146 :     x1= diff(exp[0],z) - diff(exp[2],x)
147 :     x2= diff(exp[1],x) - diff(exp[0],y)
148 :     return [x0,x1,x2]
149 :     else:
150 :     raise "unsupported type for cross product"
151 : cchiw 3874
152 : cchiw 3939 #evaluate jacob
153 :     def fn_jacob(fld):
154 :     exp = field.get_data(fld)
155 :     ityp = field.get_ty(fld)
156 :     dim = field.get_dim(fld)
157 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
158 :     # vectors
159 :     n = fty.get_vecLength(ityp) #vector
160 :     if(n!=dim):
161 :     raise (" type not supported for jacob")
162 :     if(n==2):
163 : cchiw 3946 return [[diff(exp[0],x), diff(exp[0],y)],
164 :     [diff(exp[1],x), diff(exp[1],y)]]
165 : cchiw 3939 elif(n==3):
166 : cchiw 3946 return [[diff(exp[0],x), diff(exp[0],y), diff(exp[0],z)],
167 :     [diff(exp[1],x), diff(exp[1],y), diff(exp[1],z)],
168 :     [diff(exp[2],x), diff(exp[2],y), diff(exp[2],z)]]
169 : cchiw 3939 else:
170 : cchiw 3998 raise "unsupported type for jacob"
171 : cchiw 3939
172 : cchiw 3998 #evaluate norm
173 :     def fn_norm(fld, dim):
174 :     exp = field.get_data(fld)
175 :     ityp = field.get_ty(fld)
176 :     dim = field.get_dim(fld)
177 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
178 :     # vectors
179 :     def iter (es):
180 :     sum = 0
181 :     for i in es:
182 :     sum+=i*i
183 : cchiw 4210 #print "\nsum",sum
184 : cchiw 4188 rtn = (sum)**0.5
185 : cchiw 4210 #print "\nrtn",rtn
186 : cchiw 4188 return rtn
187 : cchiw 3998 if(field.is_Scalar(fld)):
188 :     [] = fty.get_shape(ityp)
189 :     return exp
190 :     elif(field.is_Vector(fld)):
191 :     [n] = fty.get_shape(ityp)
192 :     rtn = []
193 :     for i in range(n):
194 :     rtn.append(exp[i])
195 :     return iter(rtn)
196 :     elif(field.is_Matrix(fld)):
197 :     [n, m] = fty.get_shape(ityp)
198 :     rtn = []
199 :     for i in range(n):
200 :     for j in range(m):
201 :     rtn.append(exp[i][j])
202 :     return iter(rtn)
203 :     elif(field.is_Ten3(fld)):
204 :     [n, m, p] = fty.get_shape(ityp)
205 :     rtn = []
206 :     for i in range(n):
207 :     for j in range(m):
208 :     for k in range(p):
209 :     rtn.append(exp[i][j][k])
210 :     return iter(rtn)
211 :     else:
212 :     raise "unsupported type for norm"
213 : cchiw 3939
214 : cchiw 3998 #evaluate norm
215 :     def fn_normalize(fld, dim):
216 :     exp = field.get_data(fld)
217 :     ityp = field.get_ty(fld)
218 :     dim = field.get_dim(fld)
219 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
220 :     norm = fn_norm(fld, dim)
221 :     if(field.is_Scalar(fld)):
222 :     #print "scal",exp
223 :     return exp
224 :     elif(field.is_Vector(fld)):
225 :     [n] = fty.get_shape(ityp)
226 :     rtn = []
227 :     for i in range(n):
228 :     rtn.append(exp[i]/norm)
229 :     #print "vec",rtn
230 :     return rtn
231 :     elif(field.is_Matrix(fld)):
232 :     [n, m] = fty.get_shape(ityp)
233 :     rtn = []
234 :     for i in range(n):
235 :     rtni = []
236 :     for j in range(m):
237 :     rtni.append(exp[i][j]/norm)
238 :     rtn.append(rtni)
239 :     #print "matrix:",rtn
240 :     return rtn
241 :     elif(field.is_Ten3(fld)):
242 :     [n, m, p] = fty.get_shape(ityp)
243 :     rtn = []
244 :     for i in range(n):
245 :     rtni = []
246 :     for j in range(m):
247 :     rtnj = []
248 :     for k in range(p):
249 :     rtnj.append(exp[i][j][k]/norm)
250 :     rtni.append( rtnj)
251 :     rtn.append( rtni)
252 :     #print "ten3",rtn
253 :     return rtn
254 :     else:
255 :     raise "unsupported type for norm"
256 :    
257 :     #evaluate slice
258 :     def fn_slice(fld1):
259 :     exp1 = field.get_data(fld1)
260 :     ityp1 = field.get_ty(fld1)
261 :     rtn=[]
262 :     if(fty.is_Matrix(ityp1)):
263 :     [n2,n3] = fty.get_shape(ityp1)
264 :     for j in range(n3):
265 :     rtn.append(exp1[j][0])
266 :     return rtn
267 :     else:
268 :     raise "unsupported type for slice"
269 :    
270 :     #evaluate trace
271 :     def fn_trace(fld):
272 :     exp = field.get_data(fld)
273 :     ityp = field.get_ty(fld)
274 :     rtn=[]
275 :     if(field.is_Matrix(fld)):
276 :     [n, m] = fty.get_shape(ityp)
277 :     if (n!=m):
278 :     raise Exception("matrix is not identitical")
279 :     rtn = exp[0][0]+exp[1][1]
280 :     if(n==2):
281 :     return rtn
282 :     elif(n==3):
283 :     return rtn+exp[2][2]
284 :     else:
285 :     raise "unsupported matrix field"
286 :     else:
287 :     raise "unsupported trace"
288 :    
289 :     #evaluate transpose
290 :     def fn_transpose(fld):
291 :     exp = field.get_data(fld)
292 :     ityp = field.get_ty(fld)
293 :     if(field.is_Matrix(fld)):
294 :     [n, m] = fty.get_shape(ityp)
295 :     rtn = []
296 :     for i in range(n):
297 :     rtni = []
298 :     for j in range(m):
299 :     rtni.append(exp[j][i])
300 :     rtn.append(rtni)
301 :     return rtn
302 :     else:
303 :     raise "unsupported transpose"
304 :    
305 :     #evaluate det
306 :     def fn_det(fld):
307 :     exp = field.get_data(fld)
308 :     ityp = field.get_ty(fld)
309 :     rtn=[]
310 :     if(field.is_Matrix(fld)):
311 :     [n, m] = fty.get_shape(ityp)
312 :     if (n!=m):
313 :     raise Exception("matrix is not identitical")
314 :     a = exp[0][0]
315 :     d = exp[1][1]
316 :     c = exp[1][0]
317 :     b = exp[0][1]
318 :     if(n==2):
319 :     return a*d-b*c
320 :     elif(n==3):
321 :     a = exp[0][0]
322 :     b = exp[0][1]
323 :     c = exp[0][2]
324 :     d = exp[1][0]
325 :     e = exp[1][1]
326 :     f = exp[1][2]
327 :     g = exp[2][0]
328 :     h = exp[2][1]
329 :     i = exp[2][2]
330 :     return a*(e*i-f*h)-b*(d*i-f*g)+c*(d*h-e*g)
331 :     else:
332 :     raise "unsupported matrix field"
333 :     else:
334 :     raise "unsupported trace"
335 :    
336 :    
337 : cchiw 3939 #evaluate outer product
338 :     def fn_outer(fld1, fld2):
339 :     exp1 = field.get_data(fld1)
340 :     ityp1 = field.get_ty(fld1)
341 :     exp2 = field.get_data(fld2)
342 :     ityp2 = field.get_ty(fld2)
343 :     rtn=[]
344 : cchiw 3946 #print "exp1",exp1,"ityp1",ityp1.name,"-length",len(exp1)
345 :     #print "exp2",exp2,"ityp2",ityp2.name,"-length",len(exp2)
346 :    
347 : cchiw 3939 if(fty.is_Vector(ityp1)):
348 :     n1= fty.get_vecLength(ityp1)
349 :     if(fty.is_Vector(ityp2)):
350 :     #both vectors
351 :     n2= fty.get_vecLength(ityp2)
352 :     for i in range(n1):
353 : cchiw 3946 tmpI = []
354 : cchiw 3939 for j in range(n2):
355 : cchiw 3946 tmpI.append(exp1[i]*exp2[j])
356 :     rtn.append(tmpI)
357 : cchiw 3939 return rtn
358 :     elif(fty.is_Matrix(ityp2)):
359 :     [n2,n3] = fty.get_shape(ityp2)
360 :     for i in range(n1):
361 : cchiw 3946 tmpI = []
362 : cchiw 3939 for j in range(n2):
363 : cchiw 3946 tmpJ = []
364 : cchiw 3939 for k in range(n3):
365 : cchiw 3946 tmpJ.append(exp1[i]*exp2[j][k])
366 :     tmpI.append(tmpJ)
367 :     rtn.append(tmpI)
368 : cchiw 3939 return rtn
369 :     elif(fty.is_Matrix(ityp1)):
370 :     [n1,n2] = fty.get_shape(ityp1)
371 :     if(fty.is_Vector(ityp2)):
372 :     n3= fty.get_vecLength(ityp2)
373 :     for i in range(n1):
374 : cchiw 3946 tmpI = []
375 : cchiw 3939 for j in range(n2):
376 : cchiw 3946 tmpJ = []
377 : cchiw 3939 for k in range(n3):
378 : cchiw 3946 tmpJ.append(exp1[i][j]*exp2[k])
379 :     tmpI.append(tmpJ)
380 :     rtn.append(tmpI)
381 : cchiw 3939 return rtn
382 :     elif(fty.is_Matrix(ityp2)):
383 :     [n3,n4] = fty.get_shape(ityp2)
384 :     for i in range(n1):
385 : cchiw 3946 tmpI = []
386 : cchiw 3939 for j in range(n2):
387 : cchiw 3946 tmpJ = []
388 : cchiw 3939 for k in range(n3):
389 : cchiw 3946 tmpK = []
390 : cchiw 3939 for l in range(n4):
391 : cchiw 3946 tmpK.append(exp1[i][j]*exp2[k][l])
392 :     tmpJ.append(tmpK)
393 :     tmpI.append(tmpJ)
394 :     rtn.append(tmpI)
395 : cchiw 3939 return rtn
396 :     else:
397 :     raise "outer product is not supported"
398 :     else:
399 :     raise "outer product is not supported"
400 :     #evaluate inner product
401 :     def fn_inner(fld1, fld2):
402 :     exp1 = field.get_data(fld1)
403 :     ityp1 = field.get_ty(fld1)
404 :     exp2 = field.get_data(fld2)
405 :     ityp2 = field.get_ty(fld2)
406 :     #print " exp1: ",exp1," exp2: ",exp2
407 :     # vectors
408 :     if(fty.is_Vector(ityp1)):
409 :     n1 = fty.get_vecLength(ityp1) #vector
410 :     if(fty.is_Vector(ityp2)):
411 :     #length of vetors
412 :     rtn=0
413 :     n2 = fty.get_vecLength(ityp2)
414 :     for s in range(n1):
415 :     curr = exp1[s]*exp2[s]
416 :     #print (" exp1[s]: ",exp1[s]," exp2[s]: ",exp2[s],"cur",curr)
417 :     rtn += curr
418 :     return rtn
419 :     elif(fty.is_Matrix(ityp2)):
420 :     [n2] = fty.drop_last(ityp2) #matrix
421 :     rtn=[]
422 :     for i in range(n2):
423 :     sumrtn=0
424 :     for s in range(n1):
425 :     curr = exp1[s]*exp2[s][i]
426 :     sumrtn += curr
427 :     rtn.append(sumrtn)
428 :     return rtn
429 :     elif(fty.is_Ten3(ityp2)):
430 :     [n2,n3] = fty.drop_last(ityp2)
431 : cchiw 3946 rtn = []
432 : cchiw 3939 for i in range(n2):
433 : cchiw 3946 tmpJ = []
434 : cchiw 3939 for j in range(n3):
435 :     sumrtn=0
436 :     for s in range(n1):
437 :     curr = exp1[s]*exp2[s][i][j]
438 :     sumrtn += curr
439 : cchiw 3946 tmpJ.append(sumrtn)
440 :     rtn.append(tmpJ)
441 :     return rtn
442 : cchiw 3939 else:
443 :     raise "inner product is not supported"
444 :     elif(fty.is_Matrix(ityp1)):
445 :     n2 = fty.get_first_ix(ityp1) #matrix
446 :     if(fty.is_Vector(ityp2)):
447 :     ns = fty.get_vecLength(ityp2) #vector
448 :     rtn=[]
449 :     for i in range(n2):
450 :     sumrtn=0
451 :     for s in range(ns):
452 :     curr = exp1[i][s]*exp2[s]
453 :     sumrtn += curr
454 :     rtn.append(sumrtn)
455 :     return rtn
456 :     else:
457 :     raise "inner product is not supported"
458 :     elif(fty.is_Ten3(ityp1)):
459 :     [n1,n2] = fty.drop_first(ityp1)
460 :     if(fty.is_Vector(ityp2)):
461 :     ns = fty.get_vecLength(ityp2)
462 :     rtn=[]
463 :     for i in range(n1):
464 : cchiw 3946 tmpI=[]
465 : cchiw 3939 for j in range(n2):
466 :     sumrtn=0
467 :     for s in range(ns):
468 :     curr = exp1[i][j][s]*exp2[s]
469 :     sumrtn += curr
470 : cchiw 3946 tmpI.append(sumrtn)
471 :     rtn.append(tmpI)
472 : cchiw 3939 return rtn
473 :     else:
474 :     raise "inner product is not supported"
475 :     else:
476 :     raise "inner product is not supported"
477 :    
478 :    
479 : cchiw 3915 # *************************** generic apply operators ***************************
480 :     #unary operator on a vector
481 : cchiw 3939 def applyToVector(vec, unary):
482 : cchiw 3915 rtn = []
483 :     for v in vec:
484 :     rtn.append(unary(v))
485 :     return rtn
486 :     #binary operator on a vector
487 : cchiw 3939 def applyToVectors(vecA, vecB, binary):
488 : cchiw 3915 rtn = []
489 :     for (a,b) in zip(vecA,vecB):
490 :     x= binary(a,b)
491 :     rtn.append(x)
492 :     return rtn
493 : cchiw 3874
494 : cchiw 3946 def applyToM(vec, unary):
495 :     rtn = []
496 :     for i in vec:
497 :     tmpI = []
498 :     for v in i:
499 :     tmpI.append(unary(v))
500 :     rtn.append(tmpI)
501 :     return rtn
502 :    
503 : cchiw 4230 def applyToMs(vecA,vecB, unary):
504 :     rtn = []
505 :     for (a,b) in zip(vecA,vecB):
506 :     tmpI = []
507 :     for (u,v) in zip(a,b):
508 :     tmpI.append(unary(u, v))
509 :     rtn.append(tmpI)
510 :     return rtn
511 :    
512 :    
513 : cchiw 3946 def applyToT3(vec, unary):
514 :     rtn = []
515 :     for i in vec:
516 :     tmpI = []
517 :     for j in i:
518 :     tmpJ = []
519 :     for v in j:
520 :     tmpJ.append(unary(v))
521 :     tmpI.append(tmpJ)
522 :     rtn.append(tmpI)
523 :     return rtn
524 :    
525 : cchiw 3915 # *************************** apply to scalars or vectors ***************************
526 :     #apply operators to expression
527 :     # return output types and expression
528 :     # unary operator
529 :     # exp: scalar types
530 : cchiw 3874
531 : cchiw 3939 def applyToExp_U_S(fn_name, fld):
532 :     exp = field.get_data(fld)
533 :     dim = field.get_dim(fld)
534 :     #print fn_name
535 : cchiw 3915 if(op_probe==fn_name): #probing
536 : cchiw 3939 return exp
537 : cchiw 3915 elif(op_negation==fn_name): #negation
538 : cchiw 3939 return fn_negation(exp)
539 : cchiw 3915 elif(op_gradient==fn_name): #gradient
540 : cchiw 3939 return fn_grad(exp, dim)
541 : cchiw 3915 else:
542 : cchiw 3939 raise Exception("unsupported unary operator on scalar field:"+ fn_name.name)
543 : cchiw 3874
544 : cchiw 3939 # unary operator
545 :     # exp: vector types
546 :     def applyToExp_U_V(fn_name, fld):
547 :     exp = field.get_data(fld)
548 :     if(op_probe==fn_name): #probing
549 :     return exp
550 :     elif(op_negation==fn_name): #negation
551 :     return applyToVector(exp, fn_negation)
552 :     elif(op_divergence==fn_name):
553 :     return fn_divergence(fld)
554 :     elif(op_curl==fn_name):
555 :     return fn_curl(fld)
556 :     elif(op_jacob==fn_name): #jacob
557 :     return fn_jacob(fld)
558 :     else:
559 :     raise Exception("unsupported unary operator:"+ fn_name.name)
560 : cchiw 3874
561 : cchiw 3946 def applyToExp_U_M(fn_name, fld):
562 :     exp = field.get_data(fld)
563 :     if(op_probe==fn_name): #probing
564 :     return exp
565 :     elif(op_negation==fn_name): #negation
566 :     return applyToM(exp, fn_negation)
567 :     elif(op_jacob==fn_name): #jacob
568 :     return fn_jacob(fld)
569 : cchiw 3998 elif(op_slice==fn_name):
570 :     return fn_slice(fld)
571 :     elif(op_trace == fn_name):
572 :     return fn_trace(fld)
573 :     elif(op_transpose==fn_name):
574 :     return fn_transpose(fld)
575 :     elif(op_det==fn_name):
576 :     return fn_det(fld)
577 : cchiw 3946 else:
578 :     raise Exception("unsupported unary operator:"+ fn_name.name)
579 :    
580 : cchiw 3939 def applyToExp_U_T3(fn_name, fld):
581 :     exp = field.get_data(fld)
582 :     if(op_probe==fn_name): #probing
583 :     return exp
584 :     elif(op_negation==fn_name): #negation
585 : cchiw 3946
586 :     return applyToT3(exp, fn_negation)
587 : cchiw 3939 elif(op_jacob==fn_name): #jacob
588 :     return fn_jacob(fld)
589 :     else:
590 :     raise Exception("unsupported unary operator:"+ fn_name.name)
591 :    
592 : cchiw 3915 # binary operator
593 :     # exp: scalar types
594 :     def applyToExp_B_S(e):
595 :     fn_name=e.opr
596 : cchiw 3939 (fld1,fld2) = apply.get_binary(e)
597 :     exp1 = field.get_data(fld1)
598 :     exp2 = field.get_data(fld2)
599 :     #print fn_name
600 : cchiw 3915 if(op_add==fn_name):#addition
601 : cchiw 3939 return fn_add(exp1,exp2)
602 : cchiw 3915 elif(op_subtract==fn_name):#subtract
603 : cchiw 3939 return fn_subtract(exp1,exp2)
604 :     elif(op_scale==fn_name): #scaling
605 :     return fn_scaling(fld1,fld2)
606 : cchiw 3998 elif(op_division==fn_name): #division
607 :     return fn_division(fld1,fld2)
608 : cchiw 3915 else:
609 : cchiw 3939 raise Exception("unsupported binary operator on scalar fields:"+ fn_name.name)
610 : cchiw 3874
611 : cchiw 3939 # binary, args do not need to have the same shape
612 :     def applyToExp_B_uneven(e):
613 : cchiw 3915 fn_name=e.opr
614 : cchiw 3939 (fld1,fld2) = apply.get_binary(e)
615 :     exp1 = field.get_data(fld1)
616 :     exp2 = field.get_data(fld2)
617 :     if(op_outer==fn_name):
618 :     return fn_outer(fld1, fld2)
619 :     elif(op_inner==fn_name):
620 :     return fn_inner(fld1, fld2)
621 :     elif(op_scale==fn_name): #scaling
622 :     return fn_scaling(fld1,fld2)
623 : cchiw 3915 else:
624 :     raise Exception("unsupported unary operator:",op_name)
625 : cchiw 3865
626 : cchiw 3915
627 :     # binary operator
628 : cchiw 3939 # args have the same shape
629 : cchiw 3915 def applyToExp_B_V(e):
630 :     fn_name=e.opr
631 : cchiw 3939 (fld1,fld2) = apply.get_binary(e)
632 :     exp1 = field.get_data(fld1)
633 :     exp2 = field.get_data(fld2)
634 : cchiw 3915 if(op_add==fn_name):#addition
635 : cchiw 3939 return applyToVectors(exp1, exp2, fn_add)
636 : cchiw 3915 elif(op_subtract==fn_name):#subtract
637 : cchiw 3939 return applyToVectors(exp1, exp2, fn_subtract)
638 :     elif(op_cross==fn_name):
639 :     return fn_cross(fld1, fld2)
640 : cchiw 3915 else:
641 : cchiw 3939 return applyToExp_B_uneven(e)
642 : cchiw 3915
643 : cchiw 4230 def applyToExp_B_M(e):
644 :     fn_name=e.opr
645 :     (fld1,fld2) = apply.get_binary(e)
646 :     exp1 = field.get_data(fld1)
647 :     exp2 = field.get_data(fld2)
648 :     if(op_add==fn_name):#addition
649 :     return applyToMs(exp1, exp2, fn_add)
650 :     elif(op_subtract==fn_name):#subtract
651 :     return applyToMs(exp1, exp2, fn_subtract)
652 :     else:
653 :     return applyToExp_B_uneven(e)
654 : cchiw 3939
655 : cchiw 4230
656 : cchiw 3915 # *************************** unary/binary operators ***************************
657 :     def unary(e):
658 : cchiw 3939 #apply.toStr(e)
659 :     fld =apply.get_unary(e)
660 :     fn_name=e.opr
661 :     exp = field.get_data(fld)
662 :     dim = field.get_dim(fld)
663 : cchiw 3998 if(op_norm==fn_name):#norm
664 :     return fn_norm(fld, dim)
665 :     if(op_normalize==fn_name):#normalize
666 :     x= fn_normalize(fld, dim)
667 :     return x
668 :     elif (field.is_Scalar(fld)): # input is a scalar field
669 : cchiw 3939 return applyToExp_U_S(fn_name, fld)
670 :     elif(field.is_Vector(fld)): # input is a vector field
671 :     return applyToExp_U_V(fn_name, fld)
672 : cchiw 3946 elif(field.is_Matrix(fld)): # input is a vector field
673 :     return applyToExp_U_M(fn_name, fld)
674 : cchiw 3915 else:
675 : cchiw 3939 return applyToExp_U_T3(fn_name, fld)
676 : cchiw 3915
677 :     def binary(e):
678 : cchiw 3939 (f, g) =apply.get_binary(e)
679 : cchiw 3998 fn_name = e.opr
680 :     # type is checked elsewhere or does not matter
681 :     if(op_division==fn_name): #division
682 :     return fn_division(f, g)
683 :     elif (field.is_Scalar(f) and field.is_Scalar(g)): # input is a scalar field
684 : cchiw 3915 return applyToExp_B_S(e)
685 : cchiw 3939 elif (field.is_Vector(f)):# input is a vector field
686 :     if(field.is_Vector(g)):
687 :     return applyToExp_B_V(e)
688 :     else: # input is a vector field, _
689 : cchiw 4230 return applyToExp_B_V(e)
690 :     elif (field.is_Matrix(f)):# input is a matrix field
691 :     if(field.is_Matrix(g)):
692 :     return applyToExp_B_M(e)
693 :     else:
694 :     return applyToExp_B_V(e)
695 : cchiw 3915 else:
696 : cchiw 4230 return applyToExp_B_V(e)
697 : cchiw 3915
698 : cchiw 3939 def applyUnaryOnce(oexp_inner,app_inner,app_outer):
699 : cchiw 3998 #print "applyUnaryOnce"
700 : cchiw 3939 #apply.toStr(app_inner)
701 :     oty_inner = apply.get_oty(app_inner)
702 :     oty_outer = apply.get_oty(app_outer)
703 :     opr_outer = app_outer.opr
704 : cchiw 3946 #print "oexp_inner",oexp_inner,"opr_outer",opr_outer.name
705 : cchiw 3939 lhs_tmp = field(true, "tmp", oty_inner, "", oexp_inner, "")
706 : cchiw 3946 app_tmp = apply("tmp", opr_outer, lhs_tmp, None, oty_outer, true, true)
707 : cchiw 3939 oexp_tmp =unary(app_tmp)
708 : cchiw 3946 #print " oexp_tmp", oexp_tmp
709 : cchiw 3939 return (oty_outer, oexp_tmp)
710 :    
711 : cchiw 3946 def applyBinaryOnce(oexp_inner,app_inner,app_outer,rhs):
712 :     oty_inner = apply.get_oty(app_inner)
713 :     oty_outer = apply.get_oty(app_outer)
714 :     opr_outer = app_outer.opr
715 :    
716 :     lhs_tmp = field(true, "tmp", oty_inner, "", oexp_inner, "")
717 :    
718 :     app_tmp = apply("tmp", opr_outer, lhs_tmp, rhs, oty_outer, true,true)
719 :     oexp_tmp =binary(app_tmp)
720 :     return (oty_outer, oexp_tmp)
721 : cchiw 3939
722 : cchiw 3946
723 : cchiw 3915 # operators with scalar field and vector field
724 :     def sort(e):
725 : cchiw 3939 #apply.toStr(e)
726 :     arity = apply.get_arity(e)
727 : cchiw 3946 if(e.isrootlhs): # is root
728 : cchiw 3939 #print "sort is a root"
729 :     oty = apply.get_oty(e)
730 :     if (arity ==1):
731 :     return (oty, unary(e))
732 :     elif (arity ==2): # binary operator
733 :     return (oty, binary(e))
734 :     else:
735 :     raise Exception ("arity is not supported: "+str(arity_outer))
736 : cchiw 3915 else:
737 : cchiw 3939 app_outer = e
738 :     arity_outer = arity
739 : cchiw 3946 #print "app_outer",app_outer.opr.name
740 : cchiw 3939 if (arity_outer==1): #assuming both arity
741 :     app_inner = apply.get_unary(app_outer)
742 : cchiw 3946 #print "outer(1) app_inner:",app_inner.opr.name
743 : cchiw 3939 arity_inner= app_inner.opr.arity
744 :     if (arity_inner==1):
745 :     oexp_inner = unary(app_inner)
746 : cchiw 3946
747 : cchiw 3939 (oty_outer, oexp_tmp) = applyUnaryOnce(oexp_inner ,app_inner, app_outer)
748 : cchiw 3946
749 : cchiw 3939 return (oty_outer, oexp_tmp)
750 :     elif(arity_inner==2):
751 :     oexp_inner = binary(app_inner)
752 :     (oty_outer, oexp_tmp) = applyUnaryOnce(oexp_inner ,app_inner, app_outer)
753 : cchiw 3946
754 : cchiw 3939 return (oty_outer, oexp_tmp)
755 :     else:
756 :     raise Exception ("arity is not supported: "+str(arity_outer))
757 : cchiw 3946 elif (arity_outer==2):
758 :     (app_inner, G) = apply.get_binary(app_outer)
759 :     arity_inner= app_inner.opr.arity
760 :     #print "outer(2) app_inner",app_inner.opr.name
761 :     if (arity_inner==1):
762 :     oexp_inner = unary(app_inner)
763 :     rhs = G
764 :     (oty_outer, oexp_tmp) = applyBinaryOnce(oexp_inner, app_inner, app_outer, rhs)
765 :     return (oty_outer, oexp_tmp)
766 :     elif(arity_inner==2):
767 :     oexp_inner = binary(app_inner)
768 :     #print "applying binary frst time", oexp_inner
769 :     rhs = G
770 :     (oty_outer, oexp_tmp) = applyBinaryOnce(oexp_inner, app_inner, app_outer, rhs)
771 :     #print "applying binary second time", oexp_tmp
772 :     return (oty_outer, oexp_tmp)
773 :     else:
774 :     raise Exception ("arity is not supported: "+str(arity_outer))
775 : cchiw 3939 else:
776 :     raise Exception ("arity is not supported: "+str(arity_outer))
777 : cchiw 3915
778 :     # *************************** evaluate at positions ***************************
779 :     #evaluate scalar field exp
780 : cchiw 4158 def eval_d1(pos0, exp):
781 : cchiw 4230 #print "eval vec d1"
782 : cchiw 4158 #print "exp:",exp
783 : cchiw 4230 #print "pos0",pos0
784 : cchiw 4158 #evaluate field defined by coefficients at position
785 :     exp = exp.subs(x,pos0)
786 : cchiw 4230 #print "exp",exp
787 : cchiw 4158 return exp
788 :    
789 : cchiw 3915 def eval_d2(pos0, pos1, exp):
790 : cchiw 3998 #print "exp:",exp
791 : cchiw 3915 #evaluate field defined by coefficients at position
792 : cchiw 4158 exp = exp.subs(x,pos0)
793 :     exp = exp.subs(y,pos1)
794 :     return exp
795 : cchiw 3915
796 : cchiw 3939 def eval_d3(pos0, pos1, pos2, exp):
797 :     #evaluate field defined by coefficients at position
798 : cchiw 4158 exp = exp.subs(x,pos0)
799 :     exp = exp.subs(y,pos1)
800 :     exp = exp.subs(z,pos2)
801 :     return exp
802 : cchiw 3939
803 : cchiw 4158 #evaluate vector field [exp]
804 :     def eval_vec_d1(pos0, vec):
805 : cchiw 4230 #print "eval vec d1"
806 : cchiw 4158 rtn = []
807 :     for v in vec:
808 :     rtn.append(eval_d1(pos0, v))
809 :     return rtn
810 :    
811 : cchiw 3915 #evaluate vector field [exp,exp]
812 :     def eval_vec_d2(pos0, pos1, vec):
813 : cchiw 3939 #print "eval_vec_d2 vec:",vec
814 : cchiw 3915 rtn = []
815 :     for v in vec:
816 :     rtn.append(eval_d2(pos0, pos1, v))
817 :     return rtn
818 :    
819 : cchiw 4158 def eval_ten3_d1(pos0,ten3):
820 :     rtn = []
821 :     for i in ten3:
822 :     for j in i:
823 :     for v in j:
824 :     rtn.append(eval_d1(pos0, v))
825 :     return rtn
826 :    
827 :    
828 :    
829 : cchiw 3939 #evaluate vector field [exp,exp]
830 : cchiw 4158 def eval_mat_d1(pos0, mat):
831 :     #print "eval_vec_d2 vec:",vec
832 :     rtn = []
833 :     for i in mat:
834 :     for v in i:
835 :     rtn.append(eval_d1(pos0, v))
836 :     return rtn
837 :    
838 :     #evaluate vector field [exp,exp]
839 : cchiw 3946 def eval_mat_d2(pos0, pos1, mat):
840 :     #print "eval_vec_d2 vec:",vec
841 :     rtn = []
842 : cchiw 4210 #print "eval_mat_d2 mat",mat
843 : cchiw 3946 for i in mat:
844 :     for v in i:
845 :     rtn.append(eval_d2(pos0, pos1, v))
846 :     return rtn
847 :    
848 :     def eval_ten3_d2(pos0, pos1, ten3):
849 :     #print "eval_vec_d2 vec:",vec
850 :     rtn = []
851 :     for i in ten3:
852 :     for j in i:
853 :     for v in j:
854 :     rtn.append(eval_d2(pos0, pos1, v))
855 :     return rtn
856 :    
857 :    
858 :    
859 :     #evaluate vector field [exp,exp]
860 : cchiw 3939 def eval_vec_d3(pos0, pos1, pos2, vec):
861 :     rtn = []
862 :     for v in vec:
863 :     rtn.append(eval_d3(pos0, pos1, pos2, v))
864 :     return rtn
865 :    
866 :    
867 : cchiw 3946 #evaluate vector field [exp,exp]
868 :     def eval_mat_d3(pos0, pos1, pos2, mat):
869 :     #print "eval_vec_d2 vec:",vec
870 :     rtn = []
871 :     for i in mat:
872 :     for v in i:
873 :     rtn.append(eval_d3(pos0, pos1, pos2, v))
874 :     return rtn
875 :    
876 :     def eval_ten3_d3(pos0, pos1, pos2,ten3):
877 :     rtn = []
878 :     for i in ten3:
879 :     for j in i:
880 :     for v in j:
881 :     rtn.append(eval_d3(pos0, pos1, pos2, v))
882 :     return rtn
883 :    
884 :    
885 : cchiw 4158
886 :     def iter_d1(k, pos, exp):
887 :     corr = []
888 :     for x in pos:
889 :     val = k(x, exp)
890 :     corr.append(val)
891 :     return corr
892 :    
893 : cchiw 3939 def iter_d2(k, pos, exp):
894 : cchiw 3874 corr = []
895 : cchiw 3939 #print "iter expr:", exp
896 :     #print "pos", pos
897 : cchiw 3874 for p in pos:
898 : cchiw 3939 #print "p", p
899 : cchiw 3874 x=p[0]
900 :     y=p[1]
901 : cchiw 3915 val = k(x,y,exp)
902 : cchiw 3874 corr.append(val)
903 :     return corr
904 : cchiw 3865
905 : cchiw 3939 def iter_d3(k, pos, exp):
906 :     corr = []
907 :     #print "iter exp:", exp
908 :     for p in pos:
909 :     x=p[0]
910 :     y=p[1]
911 :     z=p[2]
912 :     val = k(x,y,z, exp)
913 :     #print "pos: ",x,y,z, " val:", val
914 :     corr.append(val)
915 :     return corr
916 :    
917 : cchiw 3915 def probeField(otyp1,pos, ortn):
918 : cchiw 3939 dim = fty.get_dim(otyp1)
919 : cchiw 3946 #print "output type"+otyp1.name
920 : cchiw 4158 if (dim==1):
921 : cchiw 3939 def get_k():
922 :     if (fty.is_ScalarField(otyp1)): # output is a scalar field
923 : cchiw 4230 #print "s_d1"
924 : cchiw 4158 return eval_d1
925 :     elif (fty.is_VectorField(otyp1)):
926 : cchiw 4230 #print "v_d1"
927 : cchiw 4158 return eval_vec_d1
928 :     elif (fty.is_Matrix(otyp1)):
929 :     return eval_mat_d1
930 :     elif(fty.is_Ten3(otyp1)):
931 :     return eval_ten3_d1
932 :     else:
933 :     raise "error"+otyp1.name
934 :     return iter_d1(get_k(), pos, ortn)
935 :     elif (dim==2):
936 :     def get_k():
937 :     if (fty.is_ScalarField(otyp1)): # output is a scalar field
938 : cchiw 3939 return eval_d2
939 : cchiw 3946 elif (fty.is_VectorField(otyp1)):
940 :     return eval_vec_d2
941 :     elif (fty.is_Matrix(otyp1)):
942 :     return eval_mat_d2
943 :     elif(fty.is_Ten3(otyp1)):
944 :     return eval_ten3_d2
945 : cchiw 3939 else:
946 : cchiw 3946 raise "error"+otyp1.name
947 : cchiw 3939 return iter_d2(get_k(), pos, ortn)
948 :     elif (dim==3):
949 :     def get_k():
950 :     if (fty.is_ScalarField(otyp1)): # output is a scalar field
951 :     return eval_d3
952 : cchiw 3946 elif (fty.is_VectorField(otyp1)):
953 :     return eval_vec_d3
954 :     elif (fty.is_Matrix(otyp1)):
955 :     return eval_mat_d3
956 :     elif(fty.is_Ten3(otyp1)):
957 :     return eval_ten3_d3
958 : cchiw 3939 else:
959 : cchiw 3946 raise "error"+otyp1.name
960 : cchiw 3939 return iter_d3(get_k(), pos, ortn)
961 : cchiw 3865 else:
962 : cchiw 3939 raise "unsupported dimension"
963 : cchiw 3865
964 : cchiw 3915 # *************************** main ***************************
965 :    
966 :     # operators with scalar field and vector field
967 :     def eval(app, pos):
968 : cchiw 3946 #print "evalname",app.name
969 : cchiw 3939 #apply.toStr(app)
970 : cchiw 3915 (otyp1, ortn) = sort(app) #apply operations to expressions
971 : cchiw 4210 #print "ortn",ortn
972 : cchiw 4188 rtn = probeField(otyp1, pos, ortn) #evaluate expression at positions
973 : cchiw 4210 #print "rtn", rtn
974 : cchiw 4188 return rtn

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