mat_leg_cossinc.C

/*
 *   Copyright (c) 2004 Michael Forot
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 */


char mat_leg_cossinc_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/mat_leg_cossinc.C,v 1.3 2005/02/18 13:14:15 j_novak Exp $" ;

/*
 * Fournit la matrice de passage pour la transformation des coefficients du
 * developpement en fonctions associees de Legendre 
 * P_l^m(cos(theta))
 * dans les coefficients du developpement 
 * en cos(j*theta) [m pair] / sin( j * theta) [m impair]
 * 
 * Cette routine n'effectue le calcul de la matrice que si celui-ci n'a pas 
 * deja ete fait, sinon elle renvoie le pointeur sur une valeur precedemment 
 * calculee.
 * 
 * Entree:
 * -------
 *  int np  :   Nombre de degres de liberte en phi 
 *  int nt  :   Nombre de degres de liberte en theta
 *
 * Sortie (valeur de retour) :
 * ---------------------------
 *  double* mat_leg_cossinc : pointeur sur le tableau contenant l'ensemble
 *                  (pour les np/2+1 valeurs de m) des 
 *              matrices de passage.
 *              La dimension du tableau est (np/2+1)*nt^2
 *              Le stokage est le suivant: 
 *
 *      mat_legp_cossinc[ nt*nt* m + nt*j + l] = B_{mjl}
 *              
 *              ou B_{mjl} est defini par
 *
 * pour m pair :  
 *   P_{l}^m( cos(theta) ) = som_{j=0}^{nt2-1} B_{mjl} cos(j*theta)
 *
 * pour m impair :  
 *   P_{l}^m( cos(theta) ) = som_{j=0}^{nt2-2} B_{mjl} sin(j*theta) 
 *
 *  ou P_n^m(x) represente la fonction de Legendre associee de degre n et 
 *     d'ordre m normalisee de facon a ce que
 *
 *   int_0^pi [ P_n^m(cos(theta)) ]^2  sin(theta) dtheta = 1
 *
 * 
 */

/*
 * $Id: mat_leg_cossinc.C,v 1.3 2005/02/18 13:14:15 j_novak Exp $
 * $Log: mat_leg_cossinc.C,v $
 * Revision 1.3  2005/02/18 13:14:15  j_novak
 * Changing of malloc/free to new/delete + suppression of some unused variables
 * (trying to avoid compilation warnings).
 *
 * Revision 1.2  2004/12/17 15:42:02  e_gourgoulhon
 * l_max = nt instead of nt2.
 *
 * Revision 1.1  2004/11/23 15:13:50  m_forot
 * Added the bases for the cases without any equatorial symmetry
 * (T_COSSIN_C, T_COSSIN_S, T_LEG, R_CHEBPI_P, R_CHEBPI_I).
 *
 *
 * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/mat_leg_cossinc.C,v 1.3 2005/02/18 13:14:15 j_novak Exp $
 *
 */

// headers du C
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

// Prototypage
#include "headcpp.h"
#include "proto.h"

// Variable de loch
int loch_mat_leg_cossinc = 0 ;

//******************************************************************************

double* mat_leg_cossinc(int np, int nt) {

#define NMAX    30      // Nombre maximun de couples(np,nt) differents 
static  double* tab[NMAX] ; // Tableau des pointeurs sur les tableaux 
static  int nb_dejafait = 0 ;   // Nombre de tableaux deja initialises 
static  int np_dejafait[NMAX] ;    // Valeurs de np pour lesquelles le
                       // calcul a deja ete fait
static  int nt_dejafait[NMAX] ;    // Valeurs de np pour lesquelles le
                       // calcul a deja ete fait

int i, indice,  j,  j2,  m,  l ;

//    #pragma critical (loch_mat_leg_cossinc)
    {
    // Les matrices B_{mjl} pour ce couple (np,nt) ont-elles deja ete calculees ? 
    indice = -1 ;
    for ( i=0 ; i < nb_dejafait ; i++ ) {
    if ( (np_dejafait[i] == np) && (nt_dejafait[i] == nt) ) indice = i ;
    }


// Si le calcul n'a pas deja ete fait, il faut le faire : 
    if (indice == -1) {        
    if ( nb_dejafait >= NMAX ) {
        cout << "mat_legp_cossinc: nb_dejafait >= NMAX : "
        << nb_dejafait << " <-> " << NMAX << endl ;
        abort () ;  
        exit(-1) ;
        }
    indice = nb_dejafait ; 
    nb_dejafait++ ; 
    np_dejafait[indice] = np ;
    nt_dejafait[indice] = nt ;

    tab[indice] = new double[(np/2+1)*nt*nt] ; //(double *) malloc( sizeof(double) * (np/2+1)*nt*nt ) ;

//-----------------------
// Preparation du calcul 
//-----------------------

// Sur-echantillonnage :
    int nt2 = 2*nt - 1 ; 

    int deg[3] ;
    deg[0] = 1 ;
    deg[1] = nt2 ;
    deg[2] = 1 ;

// Tableaux de travail
    double* yy = new double[nt2] ; //(double*)( malloc( nt2*sizeof(double) ) ) ;


//-------------------
// Boucle sur m
//-------------------

    for (m=0; m < np/2+1 ; m++) {

// Recherche des fonctions de Legendre associees d'ordre m :

        double* leg = legendre_norm(m, nt) ;    
    
        if (m%2==0) {
// Cas m pair
//-----------
        for (l=m; l<nt; l++) {  // boucle sur les P_{l}^m
        
            int parite = 1 - 2*((l-m)%2) ;  // parite du P_l^m par rapport au plan theta=pi/2
        
            for (j2=0; j2<nt; j2++) {
                yy[j2] = leg[nt2* (l-m) + 2*j2] ;
            }

            for (j2=nt; j2<nt2; j2++) {
                yy[j2] = parite * leg[nt2* (l-m) + 2*nt2 -2 - 2*j2] ;
            }

//....... transformation en cos(j*theta) : 

            cftcos(deg, deg, yy, deg, yy) ; 

//....... le resultat fournit les elements de matrice : 
            for (j=0; j<nt; j++) {
            tab[indice][ nt*nt* m + nt*j + l] = yy[j] ; 
            }
        
        }  // fin de la boucle sur l (indice de P_{l}^m)
        
        
        }   // fin du cas m pair
        else {
        
// Cas m impair
//-------------

        for (l=m; l<nt; l++) {  // boucle sur les P_{l}^m

          int parite = 1 - 2*((l-m)%2) ;  // parite du P_l^m par rapport au plan theta=pi/2    
          
          for (j2=0; j2<nt; j2++) {
                yy[j2] = leg[nt2* (l-m) + 2*j2] ;
            }

            for (j2=nt; j2<nt2; j2++) {
                yy[j2] = parite * leg[nt2* (l-m) + 2*nt2 -2 - 2*j2] ;
            }


//....... transformation en sin(j*theta) : 

            cftsin(deg, deg, yy, deg, yy) ; 

//....... le resultat fournit les elements de matrice : 
            for (j=0; j<nt-1; j++) {
            tab[indice][ nt*nt* m + nt*j + l] = yy[j] ; 
            }
        
        }  // fin de la boucle sur l (indice de P_{2l+1}^m)
        

        } // fin du cas m impair
        
        delete [] leg ;
            
    }  // fin de la boucle sur m

// Liberation espace memoire
// -------------------------

    delete [] yy ;

    } // fin du cas ou le calcul etait necessaire

    }   // Fin de zone critique
    
    return tab[indice] ;

}

---