// This file is part of the Herezh++ application.
//
// The finite element software Herezh++ is dedicated to the field
// of mechanics for large transformations of solid structures.
// It is developed by Gérard Rio (APP: IDDN.FR.010.0106078.000.R.P.2006.035.20600)
// INSTITUT DE RECHERCHE DUPUY DE LÔME (IRDL) <https://www.irdl.fr/>.
//
// Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure.
//
// Copyright (C) 1997-2021 Université Bretagne Sud (France)
// AUTHOR : Gérard Rio
// E-MAIL  : gerardrio56@free.fr
//
// This program is free software: you can redistribute it and/or modify
// it under the terms of the GNU General Public License as published by
// the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
// or (at your option) any later version.
//
// This program is distributed in the hope that it will be useful,
// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
// of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
// See the GNU General Public License for more details.
//
// You should have received a copy of the GNU General Public License
// along with this program. If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
//
// For more information, please consult: <https://herezh.irdl.fr/>.

//#include "Debug.h"
#include "Mat_creuse_CompCol.h"
#include <iomanip>
#include "CharUtil.h"
#include <algorithm>
#include "MatDiag.h"

#include "Vector_io.h"

 // constructeur par défaut
Mat_creuse_CompCol::Mat_creuse_CompCol () : 
  Mat_abstraite(CREUSE_COMPRESSEE_COLONNE,BI_CONJUG_STAB,DIAGONAL)
  ,CompCol_Mat_double()
    {};
// constructeur parmettant la création d'une matrice creuse 
// ici aucun élément de la matrice n'est créé, il faut ensuite utiliser l'initialisation
// pour créer les éléments non nulles dans la matrice
// M : nombre de lignes
// N : nombre de colonnes

Mat_creuse_CompCol::Mat_creuse_CompCol(int M, int N) :
  Mat_abstraite(CREUSE_COMPRESSEE_COLONNE,BI_CONJUG_STAB,DIAGONAL)
//  ,CompCol_Mat_double(M,N,0,NULL,NULL,NULL)
  ,CompCol_Mat_double()
   { // dimensionnement et initialisation
     this->newsize(M,N,0);
    #ifdef MISE_AU_POINT 
     if ((M < 0) || (N < 0))
       {cout << "erreur de dimensionnement d une matrice creuse";
        cout << " M =  " << M << " N = " << N << '\n';
        cout << "Mat_creuse_CompCol::Mat_creuse_CompCol (int M, int N )" << endl;
        Sortie(1);
      }
    #endif 
     
    };
    
// constructeur parmettant la création d'une matrice creuse complete
// à partir de la donnée d'un ensemble de sous matrices
// M : nombre de lignes
// N : nombre de colonnes
//   
Mat_creuse_CompCol::Mat_creuse_CompCol
       (int M, int N,const Tableau < Tableau <int> >& petites_matrices):
  Mat_abstraite(CREUSE_COMPRESSEE_COLONNE,BI_CONJUG_STAB,DIAGONAL)
//  ,CompCol_Mat_double(M,N,0,NULL,NULL,NULL)
  ,CompCol_Mat_double()
   { // dimensionnement et initialisation
     this->newsize(M,N,0);
     // appel de la routine permettant le dimentionnement effectif
     Change_taille(M,N,petites_matrices);
   }; 

// de copie à partir d'une sparse matrice compressée par ligne
//Mat_creuse_CompCol::Mat_creuse_CompCol(const Mat_creuse_CompRow &R) : 
//  Mat_abstraite(CREUSE_COMPRESSEE_COLONNE,BI_CONJUG_STAB,DIAGONAL)
//  ,CompRow_Mat_double(R) 
//   {};
    // de copie à partir d'une sparse matrice non compressée
//Mat_creuse_CompCol::Mat_creuse_CompCol(const Mat_creuse_Coord &CO) : 
//  Mat_abstraite(CREUSE_COMPRESSEE_COLONNE,BI_CONJUG_STAB,DIAGONAL)
//  ,Coord_Mat_double(CO) 
//    {};
    
 // constructeur de copie à partir d'une même instance
 Mat_creuse_CompCol::Mat_creuse_CompCol(const Mat_creuse_CompCol &S) : 
   Mat_abstraite(S),CompCol_Mat_double(S) 
      {}; 

// fonction permettant de creer une nouvelle instance d'element
 Mat_abstraite * Mat_creuse_CompCol::NouvelElement() const
 { Mat_abstraite * a;
   a = new Mat_creuse_CompCol(*this);
   return a;
  }; 
        	
// surcharge de l'opérateur d'affectation, cas de matrices abstraites
Mat_abstraite & Mat_creuse_CompCol::operator = ( const Mat_abstraite & b)
 { 
   #ifdef MISE_AU_POINT 
    // dans le cas où les matrices ne sont pas de caractéristiques identiques
    // il y a un message d'erreur
    if (type_matrice != b.Type_matrice())
      {cout << "erreur dans l'operation d'affectation";
       cout << " les matrices sont de types différents " 
            << Nom_matrice(type_matrice) << "  " << Nom_matrice(b.Type_matrice()) << '\n';
       cout << "Mat_creuse_CompCol::operator = ( const Mat_abstraite & b)" << endl;
       Sortie(1);
      }
   #endif
   const Mat_creuse_CompCol & a = *((Mat_creuse_CompCol*) & b);
   // affectation de la partie matrice creuse
   (CompCol_Mat_double) a = (CompCol_Mat_double) *this;
   return *this;
  };
  
 // surcharge de l'opérateur d'affectation, cas de matrices creuses
Mat_creuse_CompCol & Mat_creuse_CompCol::operator = ( const Mat_creuse_CompCol & a)
 { 
   // affectation de la partie matrice creuse
   (CompCol_Mat_double) a = (CompCol_Mat_double) *this;
   return *this;
  };
 
 // transfert des informations de *this dans la matrice passée en paramètre
 // la matrice paramètre est au préalable, mise à 0.
 void Mat_creuse_CompCol::Transfert_vers_mat( Mat_abstraite & b )
    {b.Initialise(0.); // init de la matrice
     // puis on transfert
     int taille_j = colptr_.size(); //
     int nb_col_plus_1 = colptr_.size();
     
     for (int j=1;j<nb_col_plus_1;j++)
       { int colptr_jplus1 = colptr_(j+1) ;
         for (int t=colptr_(j); t<colptr_jplus1; t++)
               b(rowind_(t),j)= val_(t);
       };
    };
    
// Surcharge de l'operateur += : addition d'une matrice a la matrice courante
// cette méthode n'est possible si et seulement les termes existant de mat_pl
void Mat_creuse_CompCol::operator+= (const Mat_abstraite& b)
 { 
   #ifdef MISE_AU_POINT 
    // dans le cas où les matrices ne sont pas de caractéristiques identiques
    // il y a un message d'erreur
    if ((b.Type_matrice() != DIAGONALE) && ((*this) != b))
      {cout << " erreur la matrice b à ajouter n'est pas soit diagonale ou soit "
            << " matrice creuse de même topologie "
            <<  Nom_matrice(b.Type_matrice()); 
       cout << "Mat_creuse_CompCol::operator+= (const Mat_abstraite& b)" << endl;
       Sortie(1);
       }
    // si les tailles ne sont pas identique pb
    if (this->Nb_ligne() != b.Nb_ligne())
      {cout << " les matrices ont un nombre de ligne  différent " 
            << this->Nb_ligne() << "  " << b.Nb_ligne() << '\n';
       cout << "Mat_creuse_CompCol::operator+= (const Mat_abstraite& b)" << endl;
       Sortie(1);
      }
   #endif
   
   if (b.Type_matrice() == CREUSE_COMPRESSEE_COLONNE)
    // cas matrice creuse, on travaille directement sur les données de base
    {  
      const Mat_creuse_CompCol & mat_b = *((Mat_creuse_CompCol*) & b);
      val_ += mat_b.val_;
      }
   else 
     // cas d'une matrice diagonale   
    { const MatDiag & mat_b = *((MatDiag*) & b);
      int taille = this->Nb_ligne();
      for (int i=1;i<= taille; i++)
        (*this)(i,i) += mat_b(i,i);
     }   
  };

// Surcharge de l'operateur -= : soustraction d'une matrice a la matrice courante
// cette méthode n'est possible si et seulement les termes existant de mat_pl
void Mat_creuse_CompCol::operator-= (const Mat_abstraite& b)
 { 
   #ifdef MISE_AU_POINT 
    // dans le cas où les matrices ne sont pas de caractéristiques identiques
    // il y a un message d'erreur
    if ((b.Type_matrice() != DIAGONALE) && ((*this) != b))
      {cout << " erreur la matrice b à ajouter n'est pas soit diagonale ou soit "
            << " matrice creuse de même topologie "
            <<  Nom_matrice(b.Type_matrice()); 
       cout << "Mat_creuse_CompCol::operator-= (const Mat_abstraite& b)" << endl;
       Sortie(1);
       }
    // si les tailles ne sont pas identique pb
    if (this->Nb_ligne() != b.Nb_ligne())
      {cout << " les matrices ont un nombre de ligne  différent " 
            << this->Nb_ligne() << "  " << b.Nb_ligne() << '\n';
       cout << "Mat_creuse_CompCol::operator-= (const Mat_abstraite& b)" << endl;
       Sortie(1);
      }
   #endif
   
   if (b.Type_matrice() == CREUSE_COMPRESSEE_COLONNE)
    // cas matrice creuse, on travaille directement sur les données de base
    {  
      const Mat_creuse_CompCol & mat_b = *((Mat_creuse_CompCol*) & b);
      val_ -= mat_b.val_;
      }
   else 
     // cas d'une matrice diagonale   
    { const MatDiag & mat_b = *((MatDiag*) & b);
      int taille = this->Nb_ligne();
      for (int i=1;i<= taille; i++)
        (*this)(i,i) -= mat_b(i,i);
     }   
  };

// Surcharge de l'operateur *= : multiplication de la  matrice courante par un scalaire
void Mat_creuse_CompCol::operator*= (const double r)
 { // on multiplie les valeurs de la matrice
   val_ *= r;
  };
        
// Surcharge de l'operateur == : test d'egalite entre deux matrices
int Mat_creuse_CompCol::operator== (const Mat_abstraite& b) const 
 { 
   #ifdef MISE_AU_POINT 
    // dans le cas où les matrices ne sont pas de caractéristiques identiques
    // il y a un message d'erreur
    if (type_matrice != b.Type_matrice())
      {cout << " erreur les matrices sont de types différents " 
            << Nom_matrice(type_matrice) << "  " << Nom_matrice(b.Type_matrice()) << '\n';
       cout << "int Mat_creuse_CompCol::operator== (const Mat_abstraite& mat_pl)" << endl;
       Sortie(1);
      }
   #endif
   const Mat_creuse_CompCol & mat_b = *((Mat_creuse_CompCol*) & b);
   // on regarde si la partie classe de base CompCol_Mat_double
   // est égale ou pas
   if ( val_ != mat_b.val_ ) return 0;
   if ( rowind_ != mat_b.rowind_ ) return 0;
   if ( colptr_ != mat_b.colptr_ ) return 0;
   if (base_ != mat_b.base_) return 0;
   if (nz_ != mat_b.nz_) return 0;
   if (dim_[0] != mat_b.dim_[0]) return 0;
   if (dim_[1] != mat_b.dim_[1]) return 0;
   // pour les données de classe abstraite, à part le type de matrice
   // on autorise que les autres variables soient différentes        
   return 1;
  };

		

// Retourne la ieme ligne de la matrice
Vecteur Mat_creuse_CompCol::Ligne(int i) const 
  {  Vecteur ligne(dim(1)); // mise a zero de ligne
     for (int j=0;j<dim(1);j++)
        {int tmax = colptr_(j+1);
         for (int t=colptr_(j); t<tmax; t++)
           if (rowind_(t) == i-1) ligne(j+1) = val_(t);
         }  
     return ligne;  
   };

// Retourne la ieme ligne de la matrice
// sous le format de stokage propre a la matrice
// en fait ici il faut dans tous les cas reconstruire le vecteur
Vecteur Mat_creuse_CompCol::LigneSpe(int i) const 
  { return Ligne(i);  
   };

// remplace la ligne de la matrice par la ligne fournie
void Mat_creuse_CompCol::RemplaceLigneSpe(int i,const Vecteur & v)
  { 
     #ifdef MISE_AU_POINT 
      if (v.Taille() != dim(1))
        {cout << "\nerreur d affectation pour le vecteur";
         cout << " dim vecteur = " << v.Taille() << " au lieu de " << dim(1) <<'\n';
         cout << "void Mat_creuse_CompCol::RemplaceLigne(int i,Vecteur & v)" << endl;
        }
     #endif
     for (int j=0;j<dim(1);j++)
        {int tmax = colptr_(j+1);
         for (int t=colptr_(j); t<tmax; t++)
           if (rowind_(t) == i-1)   val_(t) = v(j+1);
         }  
   };
   
//met une valeur identique sur toute la ligne
void Mat_creuse_CompCol::MetValLigne(int i,double x)
   { 
     for (int j=0;j<dim(1);j++)
        {int tmax = colptr_(j+1);
         for (int t=colptr_(j); t<tmax; t++)
           if (rowind_(t) == i-1)   val_(t) = x;
         }  
    };

// Retourne la jeme colonne de la matrice
Vecteur Mat_creuse_CompCol::Colonne(int j) const 
  {  Vecteur col(dim(0)); // mise a zero de la colonne
     int tmax = colptr_(j);
     for (int t=colptr_(j-1); t<tmax; t++)
            col(rowind_(t)+1) = val_(t);
     return col;  
   };
		
// Retourne la jeme colonne de la matrice
// sous le format de stokage propre a la matrice
// donc a n'utiliser que comme sauvegarde en parralele
// avec la fonction RemplaceColonne
Vecteur Mat_creuse_CompCol::ColonneSpe(int j) const 
  {  int tmin = colptr_(j-1); int tmax = colptr_(j);
     Vecteur col(tmax-tmin); // mise a zero de colonne
     int i=1;
     for (int t=tmin; t<tmax; t++,i++)
        col(i) = val_(t);
     return col;  
   };
   
// remplace la Colonne de la matrice par la colonne fournie
void Mat_creuse_CompCol::RemplaceColonneSpe(int j,const Vecteur & v)
  { int tmin = colptr_(j-1); int tmax = colptr_(j);
    #ifdef MISE_AU_POINT 
      if (v.Taille() != tmax-tmin)
        {cout << "\nerreur d affectation pour le vecteur";
         cout << " dim vecteur = " << v.Taille() << " au lieu de " << tmax-tmin << '\n';
         cout << "void Mat_creuse_CompCol::RemplaceColonne(int j,Vecteur & v)" << endl;
        }
     #endif
     int i=1;
     for (int t=tmin; t<tmax; t++,i++)
       val_(t) = v(i);
   };
   
//met une valeur identique sur toute la colonne
void Mat_creuse_CompCol::MetValColonne(int j,double y)
  {  int tmin = colptr_(j-1); int tmax = colptr_(j);
     int i=1;
     for (int t=tmin; t<tmax; t++,i++)
        val_(t) = y;
   };

// Affichage des valeurs de la matrice
void Mat_creuse_CompCol::Affiche () const 
  { cout << "\n affichage d une matrice creuse générale " 
         << " de dimension= " << dim(0) << " * " << dim(1) << '\n';
    int i,j;
    for (i=1;i<=dim(0)+1;i++)
      { Vecteur ligne = Ligne(i);
        for (j=1;j<=i;j++)
             { cout << setw(4) << " i= "  << i << " j= " << j << " *  "
               << setw(14) << setprecision(7) << Ligne(j) << '\n';
             } 
       }       
    cout << endl ;                
  };
  		
// Affiche une partie de la matrice (util pour le debug)
// MiN_ et max_ sont les bornes de la sous_matrice
// pas_ indique le pas en i et j pour les indices
void Mat_creuse_CompCol::Affiche1(int min_i,int max_i,int pas_i,int min_j,int max_j,int pas_j)
 const 
  { cout << "\n affichage d une matrice creuse générale " 
         << " de dimension= " << dim(0) << " * " << dim(1) << '\n';
    int i,j;
    cout << "           ";
    for (j=min_j;j<=max_j;j+=pas_j) cout << "col  " << setw(4) << j << "  " ;
    cout << '\n';
    for (i=min_i;i<=max_i;i+=pas_i)
      { cout << "lig " << setw(4) << i << " * ";
        for (j=min_j;j<=max_j;j+=pas_j)
             cout << setw(11) << setprecision(7) << (*this)(i,j);
        cout << '\n';
      }
    cout <<  endl;                
  };   
// Affiche une partie de la matrice (util pour le debug)
// MiN_ et max_ sont les bornes de la sous_matrice
// pas_ indique le pas en i et j pour les indices
// avec en plus le nb de digit = nd
void Mat_creuse_CompCol::Affiche2
   (int min_i,int max_i,int pas_i,int min_j,int max_j,int pas_j,int nd)
   const 
  { cout << "\n affichage d une matrice creuse générale " 
         << " de dimension= " << dim(0) << " * " << dim(1) << '\n';
    if (nd < 7) 
      { cout << " dimension des colonnes trop faible (<7 ! ) " << endl;
        return;
      }       
    int i,j;
    SortBlanc(7);

    for (j=min_j;j<=max_j;j+=pas_j) 
      { cout << "col " << setw(2) << j ;
        SortBlanc(nd-6);
       }  
    cout << '\n';
    for (i=min_i;i<=max_i;i+=pas_i)
      { cout << "li " << setw(3) << i << "* ";
        for (j=min_j;j<=max_j;j+=pas_j)
             cout << setw(nd) << setprecision(7) << (*this)(i,j);
        cout << '\n';
      }
    cout <<  endl;                
  };   

// changement de la taille de la matrice : c-a-d permet de redimentionner 
// la matrice creuse
   // 1) cas d'un utilisateur qui connait un ensemble de petite matrice qui doivent être contenue
   // dans la matrice creuse, la matrice initiale est effacée
   // les petites matrices sont carrées, ils sont définit par un tableau ligne qui contiend
   // la position d'un terme de la petite matrice dans la grande matrice
   // exemple : pet_mat(k)(i), pet_mat(k)(j) : indique le numéro de ligne  et le numéro de colonne 
   //           d'un élément non nul dans la grande matrice
   // M et N : nb ligne et nb colonne, 
void Mat_creuse_CompCol::Change_taille
 (const int M,const int N , const Tableau < Tableau <int> >& pet_mat)
  { // def du tableau d'indice de colonnes et de lignes
    // mat(j) représente contiend l'ensemble des indices de lignes non nuls pour la colonne j
     Tableau < Vector_io <int> > mat(N);
     // on remplit le tableau
     int nb_matrices = pet_mat.Taille();
     for (int k= 1; k<= nb_matrices; k++)
      { int ligcol_max = pet_mat(k).Taille();
        for (int j=1;j<= ligcol_max;j++)
         { // le vecteur des indices de colonne
           Vector_io <int>& v_col = mat(pet_mat(k)(j)); 
           // boucle sur les lignes
           for (int i=1;i<= ligcol_max;i++) 
             // on recherche la position à insérer
            {int jmat_glob = pet_mat(k)(i); // le numero de ligne
        //     cout << "\n le vecteur " ;
        //     for (int a=0;a< v_col.size();a++)
        //       cout << v_col[a] << ""; 
        //     cout << endl; 
        //     cout << "\n v_col.begin() " << v_col.begin() << ", v_col.end() " << v_col.end()
        //         << " jmat_glob " << jmat_glob ;
             Vector_io<int>::iterator p = lower_bound(v_col.begin(),v_col.end(),jmat_glob);
        //     int truc;
        //     cout << "\n valeur de *p " << *p << endl; cin >> truc;
             // insertion s'il n'existe pas déjà
             // normalement l'insertion respecte l'ordre déjà existant
             // premier test est-ce que l'on doit mettre à la fin
             if (p == v_col.end()) 
                // cas ou le nouvel élément est le plus grand
                v_col.insert(p,jmat_glob); 
             else if (*p != jmat_glob)
                // cas ou l'on est inférieur au maxi, on teste s'il n'existe pas déjà
                v_col.insert(p,jmat_glob);
       //      cout << "\n le vecteur après insertion" ;
       //      for (int a=0;a< v_col.size();a++)
       //        cout << v_col[a] << ""; 
       //      cout << endl; cin >> truc;

             }
          }
       } 

     // maintenant on va passer en revue les éléments non nulle de la matrice
     // 1) on regarde les éléments non nuls
     int nb_nonnul = 0;
     for (int j=1;j<= N;j++)
      { // le vecteur des indices de colonne
        Vector_io <int>& v_cal = mat(j); 
        int taille_v_cal = (int) v_cal.size(); // le nb d'élément non nul de la colonne
        // dans le cas ou aucun élément de la colonne n'est nulle 
        // on prévoit de retenir l'élément  diagonal  quand même, il sera donc nulle
        // car a priori il y a un pb si aucun élément de la colonne n'exite
        if (taille_v_cal == 0)
         { v_cal.push_back(min(j,M));
           taille_v_cal++;
          }
        // mise a jour du pointeur global
        nb_nonnul += taille_v_cal;
       } 

     // 2) on redimentionne
     newsize(M,N,nb_nonnul);
     // on met à zéro les termes de la matrice
     for (int iv=0;iv<nb_nonnul;iv++) val(iv)=0.;
     
     // 3) on définit précisemment le vecteur pointeur de colonne
     int iptcol = 0; // le pointeur courant de l'élément non nul de la colonne considérée
     // initialisation de la première valeur qui existe forcément vu le 1)
     colptr_[0] = 0;
     // puis les autres colonnes 
     for (int jcol=1;jcol<= N;jcol++)
      { // le vecteur des indices de colonne
        Vector_io <int>& v_cul = mat(jcol);
        int taille_v_cul = (int) v_cul.size(); // le nb d'élément non nul de la colonne
        // les indices de lignes avec mise à jour du pointeur iptcol
        for (int i_v_cul = 1; i_v_cul <= taille_v_cul; i_v_cul++,iptcol++)
          rowind_(iptcol) = v_cul[(unsigned long) i_v_cul-1] - 1;
        // on ressort de la boucle avec iptcol bon pour le jcol suivant  
        // mise a jour du pointeur de colonne
        colptr_(jcol) = iptcol;
       } 
  }; 
          
   // 2) cas d'un utilisateur qui connait le stockage par colonne
   // M et N : nb ligne et nb colonne, 
   // pointeur_colonne : donne dans le vecteur de stockage global le début de chaque colonne
   // nz     : nb de termes non nulles dans la matrice
void Mat_creuse_CompCol::Change_taille
 (const int M,const int N , const Tableau<int>& pointeur_colonne,const  int nz)  
  {
    #ifdef MISE_AU_POINT 
     if ((M < 0) || (N < 0))
       {cout << "erreur de dimensionnement d une matrice creuse compressée colonne";
        cout << " nb ligne  " << M << " nb col =  " << N << '\n';
        cout << "void Mat_creuse_CompCol::Change_taille(int M, int N )" << endl;
        Sortie(1);
      }
    #endif
    CompCol_Mat_double::newsize(M,N,nz); // dimensionnement générique
    // puis on définit précisément le vecteur pointeur
    #ifdef MISE_AU_POINT 
     // on vérifie la taille
     if (pointeur_colonne.Taille() != (dim_[1]+1) )
       {cout << "\n erreur de dimensionnement d une matrice creuse compressée colonne";
        cout << " la taille du vecteur pointeur colonne=   " << pointeur_colonne.Taille()
             << " devrait être de  " << (dim_[1]+1) << '\n';
        cout << "\n void Mat_creuse_CompCol::Change_taille(int M, int N,"
             << " Tableau<int> pointeur_colonne, )" << endl;
        Sortie(1);     
      }
    #endif
    for (int i=1;i<= dim_[1]+1;i++)
      colptr_(i-1) = pointeur_colonne(i);
  };
         
void Mat_creuse_CompCol::Initialise (double a) // initialisation de la matrice a la valeur "a"
  { CompCol_Mat_double::val_ = a;
  }; 

void Mat_creuse_CompCol::Libere ()   	// Liberation de la place memoire 
  { 
    CompCol_Mat_double::newsize(0,0,0);
    };
    
// ---------------------------------------------------------------  
//        Resolution du systeme Ax=b
// ---------------------------------------------------------------

			//1) avec en sortie un new vecteur
Vecteur Mat_creuse_CompCol::Resol_syst 
 (const Vecteur& b,const double &tole, const int maxi, const int rest)
   { // sauvegarde du vecteur b
     Vecteur bb(b);
     Mat_abstraite::Resolution_syst(b,bb,tole,maxi,rest);
     return bb;
   };
     
			 //2) avec en sortie le vecteur d'entree 
Vecteur& Mat_creuse_CompCol::Resol_systID 
 (Vecteur& b,const double &tole, const int maxi, const int rest)
   { // résolution
     Vecteur bb(b);
     Mat_abstraite::Resolution_syst(b,bb,tole,maxi,rest);
     b=bb;
     return b;
   };
   
		    //3) avec en entrée un tableau de vecteur second membre et
		    //    en sortie un nouveau tableau de vecteurs  
Tableau <Vecteur> Mat_creuse_CompCol::Resol_syst 
 (const Tableau <Vecteur>& b,const double &tole, const int maxi, const int rest) 
   { // sauvegarde de b
     Tableau <Vecteur> bb(b);
     Mat_abstraite::Resolution_syst(b,bb,tole,maxi,rest);
     return bb;
   };
   
		    //4) avec en entrée un tableau de vecteur second membre et
		    //    en sortie le tableau de vecteurs d'entree 
Tableau <Vecteur>& Mat_creuse_CompCol::Resol_systID 
 (Tableau <Vecteur>& b,const double &tole, const int maxi, const int rest) 
   { // résolution
     Tableau <Vecteur> bb(b);
     Mat_abstraite::Resolution_syst(b,bb,tole,maxi,rest);
     b=bb;
     return b;
   };

//5) avec en sortie le dernier vecteur d'entree, le premier étant le second membre
//   et restant inchangé, en sortie c'est donc soit le retour ou soit vortie, les
//   deux étant identiques
Vecteur& Mat_creuse_CompCol::Resol_systID_2 (const Vecteur& b,Vecteur& vortie
		                     , const double &tole,const int maxi,const int rest)
   { Mat_abstraite::Resolution_syst(b,vortie,tole,maxi,rest);
     return vortie;
   };
   
// ===== RÉSOLUTION EN DEUX TEMPS ================ :
		//    1) préparation de la matrice donc modification de la matrice éventuellement
		//       par exemple pour les matrices bandes avec cholesky : triangulation
void Mat_creuse_CompCol::Preparation_resol()
{ // les seules résolutions possibles sont celles itératives qui laissent la matrice inchangée
  // donc ici on n'a rien à préparer
};
		//    2) *** résolution sans modification de la matrice DOIT ÊTRE PRÉCÉDÉ DE L'APPEL DE 
		//           Preparation_resol     
		      // a) avec en sortie un new vecteur
Vecteur Mat_creuse_CompCol::Simple_Resol_syst (const Vecteur& b,const double &tol
		       ,const int maxi,const int rest) const 
   { // sauvegarde du vecteur b
     Vecteur bb(b);
     Mat_abstraite::Resolution_syst(b,bb,tol,maxi,rest);
     return bb;
   };
		      // b) avec en sortie le vecteur d'entree 
Vecteur& Mat_creuse_CompCol::Simple_Resol_systID (Vecteur& b,const double &tol
		       ,const int maxi,const int restart ) const 
   { // résolution
     Vecteur bb(b);
     Mat_abstraite::Resolution_syst(b,bb,tol,maxi,restart);
     b=bb;
     return b;
   };
		      // c) avec en entrée un tableau de vecteur second membre et
		      //    en sortie un nouveau tableau de vecteurs  
Tableau <Vecteur> Mat_creuse_CompCol::Simple_Resol_syst 
		                     (const Tableau <Vecteur>& b,const double &tol
		       ,const int maxi,const int restart ) const 
   { // sauvegarde de b
     Tableau <Vecteur> bb(b);
     Mat_abstraite::Resolution_syst(b,bb,tol,maxi,restart);
     return bb;
   };
		      // d) avec en entrée un tableau de vecteur second membre et
		      //    en sortie le tableau de vecteurs d'entree 
Tableau <Vecteur>& Mat_creuse_CompCol::Simple_Resol_systID 
		                        (Tableau <Vecteur>& b,const double &tol
		       ,const int maxi,const int restart ) const 
   { // résolution
     Tableau <Vecteur> bb(b);
     Mat_abstraite::Resolution_syst(b,bb,tol,maxi,restart);
     b=bb;
     return b;
   };
		      // e) avec en sortie le dernier vecteur d'entree, le premier étant le second membre
		      //   et restant inchangé, en sortie c'est donc soit le retour ou soit vortie, les
		      //   deux étant identiques
Vecteur& Mat_creuse_CompCol::Simple_Resol_systID_2 (const Vecteur& b,Vecteur& vortie
		                                 , const double &tol,const int maxi,const int restart) const 
   { Mat_abstraite::Resolution_syst(b,vortie,tol,maxi,restart);
     return vortie;
   };
		// ===== FIN RÉSOLUTION EN DEUX TEMPS ================ : */
		
			// Multiplication d'un vecteur par une matrice ( (vec)t * A )
Vecteur Mat_creuse_CompCol::Prod_vec_mat ( const Vecteur& vec) const 
    {
      #ifdef MISE_AU_POINT 
         if (dim(0) != vec.Taille())
           {cout << "erreur taille matrice < taille vecteur";
            cout << "dimMat =  " << dim(0) << " dimVect = " << vec.Taille() << '\n';
            cout << "Vecteur Mat_creuse_CompCol::Prod_vec_mat ( Vecteur& vec)" << endl;
           }
      #endif
      
      // récup de l'homologue de vec en vecteur_double
      const VECTOR_double vec_double(vec.MV_vecteur_double()); 
      // définition du vecteur de retour
      Vecteur res(dim(1));
      // utilisation de la multiplication dèjà définie
      VECTOR_double res_double = this->CompCol_Mat_double::trans_mult(vec_double);
      res = res_double;
      return res;

     }; 
		
			// Multiplication d'un vecteur par une matrice ( (vec)t * A )
			// ici on se sert du second vecteur pour le résultat
Vecteur& Mat_creuse_CompCol::Prod_vec_mat ( const Vecteur& vec,Vecteur& res) const 
    {
      #ifdef MISE_AU_POINT 
         if (dim(0) != vec.Taille())
           {cout << "erreur taille matrice < taille vecteur";
            cout << "dimMat =  " << dim(0) << " dimVect = " << vec.Taille() << '\n';
            cout << "Vecteur& Mat_creuse_CompCol::Prod_vec_mat ( Vecteur& vec,Vecteur& res)" << endl;
           }
      #endif
      
      // récup de l'homologue de vec en vecteur_double
      const VECTOR_double vec_double(vec.MV_vecteur_double()); 
      // définition du vecteur de retour
      res.Change_taille(dim(1));
      // utilisation de la multiplication dèjà définie
      VECTOR_double res_double = this->CompCol_Mat_double::trans_mult(vec_double);
      res = res_double;
      return res;
     }; 
          
		// Multiplication d'une matrice par un vecteur ( A * vec )
Vecteur Mat_creuse_CompCol::Prod_mat_vec (const Vecteur& vec) const 
    {
      #ifdef MISE_AU_POINT 
         if (dim(1) != vec.Taille())
           {cout << "erreur taille matrice < taille vecteur";
            cout << "dimMat =  " << dim(1) << " dimVect = " << vec.Taille() << '\n';
            cout << "Vecteur Mat_creuse_CompCol::Prod_mat_vec (const Vecteur& vec)" << endl;
           }
      #endif
      // récup de l'homologue de vec en vecteur_double
      const VECTOR_double * vec_double_pt = vec.Nouveau_MV_Vector_double_const();
      const VECTOR_double& vec_double = (*vec_double_pt);
//      const VECTOR_double vec_double(vec.MV_vecteur_double()); 
      // définition du vecteur de retour
      Vecteur res(dim(0));
      // utilisation de la multiplication dèjà définie
      VECTOR_double res_double = this->CompCol_Mat_double::operator *(vec_double);
      res = res_double;
      delete vec_double_pt;
      return res;
    };
    
		// Multiplication d'une matrice par un vecteur ( A * vec )
		// ici on se sert du second vecteur pour le résultat
Vecteur& Mat_creuse_CompCol::Prod_mat_vec (const Vecteur& vec,Vecteur& res) const 
    {
      #ifdef MISE_AU_POINT 
         if (dim(1)> vec.Taille())
           {cout << "erreur taille matrice < taille vecteur";
            cout << "dimMat =  " << dim(1) << " dimVect = " << vec.Taille() << '\n';
            cout << "Vecteur& Mat_creuse_CompCol::Prod_mat_vec (const Vecteur& vec,Vecteur& res)" << endl;
           }
      #endif
      // récup de l'homologue de vec en vecteur_double
      const VECTOR_double * vec_double_pt = vec.Nouveau_MV_Vector_double_const();
      const VECTOR_double& vec_double = (*vec_double_pt);
//      const VECTOR_double vec_double(vec.MV_vecteur_double()); 
      // définition du vecteur de retour
      res.Change_taille(dim(0));
      // utilisation de la multiplication dèjà définie
      VECTOR_double res_double = this->CompCol_Mat_double::operator *(vec_double);
      res = res_double;
      delete vec_double_pt;
      return res;
    };
    
    
// Multiplication d'une ligne iligne de la matrice avec un vecteur de
// dimension = le nombre de colonne de la matrice
double Mat_creuse_CompCol::Prod_Ligne_vec ( int iligne,const Vecteur& vec) const 
   {
     #ifdef MISE_AU_POINT
      if (dim(1) != vec.Taille())
       { cout << " \n erreur la taille du vecteur = " << vec.Taille() <<" n est pas correcte ";
         cout << " dimMatrice = " << dim(1);
         cout << " double Mat_creuse_CompCol::Prod_Ligne_vec ( int iligne,Vecteur& vec)" << endl;
         Sortie (1);
        }
     #endif 
     // retour du produit scalaire
     return Ligne(iligne) * vec;
    };
    
// Multiplication d'un vecteur avec une colonne icol de la matrice 
// dimension = le nombre de ligne de la matrice
double Mat_creuse_CompCol::Prod_vec_col( int jcol,const Vecteur& vec) const 
   {
     #ifdef MISE_AU_POINT
      if (dim(0) != vec.Taille())
       { cout << " \n erreur la taille du vecteur = " << vec.Taille() <<" n est pas correcte ";
         cout << " dimMatrice = " << dim(0);
         cout << " double Mat_creuse_CompCol::Prod_vec_col( int icol,Vecteur& vec)" << endl;
         Sortie (1);
        }
     #endif 
     // retour du produit scalaire
     return Colonne(jcol) * vec;
    }; 
		
// calcul du produit : (vec_1)^T * A * (vect_2)
double Mat_creuse_CompCol::vectT_mat_vec(const Vecteur& vec1, const Vecteur& vec2)  const 
{ 
  #ifdef MISE_AU_POINT 
  if (vec1.Taille() != dim(0))
      {cout << "erreur de taille, la dimension de (vec1)^T= " << vec1.Taille() << " n'a pas la même dimension";
       cout << " que le le nombre de ligne de la matrice= " << dim(0) 
            << "\n Mat_creuse_CompCol::vectT_mat_vec(const Vecteur& vec1, const Vecteur& vec2)"  << endl;
       Sortie(1);
      }
  if (vec2.Taille() != dim(1))
      {cout << "erreur de taille, la dimension de (vec2)= " << vec2.Taille() << " n'a pas la même dimension";
       cout << " que le le nombre de colonne de la matrice= " << dim(1) 
            << "\n Mat_creuse_CompCol::vectT_mat_vec(const Vecteur& vec1, const Vecteur& vec2)"  << endl;
       Sortie(1);
      }
  #endif
  
  // récup de l'homologue de vec2 en vecteur_double
  const VECTOR_double * vec_double_pt = vec2.Nouveau_MV_Vector_double_const();
  const VECTOR_double& vec_double = (*vec_double_pt);
  // utilisation de la multiplication dèjà définie
  VECTOR_double res_double = this->CompCol_Mat_double::operator *(vec_double);
  // produit scalaire
  double retour =  0.;
  for (int i=0;i<dim(0);i++)
    retour += vec_double(i) * res_double(i);
  return retour;
};

    
  
//========================================================             
//                     METHODES externes
//========================================================             

// surcharge de l'operateur de lecture typée
istream & operator >> (istream & entree, Mat_creuse_CompCol & mat)
  { // vérification du type
    string type;
    entree >> type;
    if (type != "Mat_creuse_CompCol")
      {Sortie (1);
       return entree;
       }
    //   les dimensions
    entree >> mat.dim_[0] >> mat.dim_[1] >> mat.nz_ >> mat.base_; 
    // les datas
    string toto;
    entree >> toto >> mat.val_;
    entree >> toto >> mat.rowind_;
    entree >> toto >> mat.colptr_;

    return entree;      
  };
  
// surcharge de l'operateur d'ecriture typée
ostream & operator << ( ostream & sort,const  Mat_creuse_CompCol & mat)
  { // un indicateur donnant le type puis les dimensions
    sort << "Mat_creuse_CompCol " << mat.dim(0) << " " << mat.dim(1) << " " 
         << mat.nz_ << " " << mat.base_; 
    // les datas 
    sort << "\n données " << mat.val_;
    sort << "\n indices_ligne " << mat.rowind_;
    sort << "\n indices_colonnes " << mat.colptr_;

    return sort;      
  };