複素エルミート固有値問題: エルミート帯行列 : (分割統治法)

LAPACKサンプルソースコード : 使用ルーチン名:ZHBEVX

概要

本サンプルはFortran言語によりLAPACKルーチンZHBEVXを利用するサンプルプログラムです。

エルミート帯行列の半開区間 $ (-2, 2]$の固有値と対応する固有ベクトルを求めます。

\begin{displaymath}
A = \left(
\begin{array}{ccccc}
1 & 2 - i & 3 - i & 0 & 0...
... 5 - 4i \\
0 & 0 & 5 + 3i & 5 + 4i & 5
\end{array} \right).
\end{displaymath}

入力データ

(本ルーチンの詳細はZHBEVX のマニュアルページを参照)
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ZHBEVX Example Program Data

   5          2                                          :Values of N and KD

  -2.0        2.0                                        :Values of VL and VU

  (1.0, 0.0) (2.0,-1.0) (3.0,-1.0)
             (2.0, 0.0) (3.0,-2.0) (4.0,-2.0)
                        (3.0, 0.0) (4.0,-3.0) (5.0,-3.0)
                                   (4.0, 0.0) (5.0,-4.0)
                                              (5.0, 0.0) :End of matrix A

出力結果

(本ルーチンの詳細はZHBEVX のマニュアルページを参照)
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 ZHBEVX Example Program Results

 Number of eigenvalues found =    2

 Eigenvalues
    -1.4094  1.4421
 Selected eigenvectors
          1       2
 1   0.6367  0.4516
     0.0000  0.0000
 
 2  -0.2578 -0.3029
     0.2413 -0.4402
 
 3  -0.3039  0.3160
    -0.3481  0.2978
 
 4   0.3450 -0.4088
    -0.0832 -0.3213
 
 5  -0.2469  0.0204
     0.2634  0.2262

ソースコード

(本ルーチンの詳細はZHBEVX のマニュアルページを参照)

※本サンプルソースコードのご利用手順は「サンプルのコンパイル及び実行方法」をご参照下さい。

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    Program zhbevx_example

!     ZHBEVX Example Program Text

!     Copyright 2017, Numerical Algorithms Group Ltd. http://www.nag.com

!     .. Use Statements ..
      Use lapack_example_aux, Only: nagf_file_print_matrix_complex_gen
      Use lapack_interfaces, Only: zhbevx
      Use lapack_precision, Only: dp
!     .. Implicit None Statement ..
      Implicit None
!     .. Parameters ..
      Real (Kind=dp), Parameter :: zero = 0.0E+0_dp
      Integer, Parameter :: nin = 5, nout = 6
      Character (1), Parameter :: uplo = 'U'
!     .. Local Scalars ..
      Real (Kind=dp) :: abstol, vl, vu
      Integer :: i, ifail, il, info, iu, j, kd, ldab, ldq, ldz, m, n
!     .. Local Arrays ..
      Complex (Kind=dp), Allocatable :: ab(:, :), q(:, :), work(:), z(:, :)
      Real (Kind=dp), Allocatable :: rwork(:), w(:)
      Integer, Allocatable :: iwork(:), jfail(:)
!     .. Intrinsic Procedures ..
      Intrinsic :: max, min
!     .. Executable Statements ..
      Write (nout, *) 'ZHBEVX Example Program Results'
      Write (nout, *)
!     Skip heading in data file
      Read (nin, *)
      Read (nin, *) n, kd
      ldab = kd + 1
      ldq = n
      ldz = n
      m = n
      Allocate (ab(ldab,n), q(ldq,n), work(n), z(ldz,m), rwork(7*n), w(n), &
        iwork(5*n), jfail(n))

!     Read the lower and upper bounds of the interval to be searched,
!     and read the upper or lower triangular part of the matrix A
!     from data file

      Read (nin, *) vl, vu
      If (uplo=='U') Then
        Read (nin, *)((ab(kd+1+i-j,j),j=i,min(n,i+kd)), i=1, n)
      Else If (uplo=='L') Then
        Read (nin, *)((ab(1+i-j,j),j=max(1,i-kd),i), i=1, n)
      End If

!     Set the absolute error tolerance for eigenvalues.  With ABSTOL
!     set to zero, the default value is used instead

      abstol = zero

!     Solve the band symmetric eigenvalue problem
      Call zhbevx('Vectors', 'Values in range', uplo, n, kd, ab, ldab, q, ldq, &
        vl, vu, il, iu, abstol, m, w, z, ldz, work, rwork, iwork, jfail, info)

      If (info>=0) Then

!       Print solution

        Write (nout, 100) 'Number of eigenvalues found =', m
        Write (nout, *)
        Write (nout, *) 'Eigenvalues'
        Write (nout, 110) w(1:m)
        Flush (nout)

!       ifail: behaviour on error exit
!              =0 for hard exit, =1 for quiet-soft, =-1 for noisy-soft
        ifail = 0
        Call nagf_file_print_matrix_complex_gen('General', ' ', n, m, z, ldz, &
          'Selected eigenvectors', ifail)

        If (info>0) Then
          Write (nout, 100) 'INFO eigenvectors failed to converge, INFO =', &
            info
          Write (nout, *) 'Indices of eigenvectors that did not converge'
          Write (nout, 120) jfail(1:m)
        End If
      Else
        Write (nout, 100) 'Failure in ZHBEVX. INFO =', info
      End If

100   Format (1X, A, I5)
110   Format (3X, (8F8.4))
120   Format (3X, (8I8))
    End Program


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