htswanalysis/MACS/lib/gsl/gsl-1.11/integration/gsl_integration.h

   1 /* integration/gsl_integration.h
   2  *
   3  * Copyright (C) 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2007 Brian Gough
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
   8  * your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
  18  */
  19
  20 #ifndef __GSL_INTEGRATION_H__
  21 #define __GSL_INTEGRATION_H__
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <gsl/gsl_math.h>
  24
  25 #undef __BEGIN_DECLS
  26 #undef __END_DECLS
  27 #ifdef __cplusplus
  28 # define __BEGIN_DECLS extern "C" {
  29 # define __END_DECLS }
  30 #else
  31 # define __BEGIN_DECLS /* empty */
  32 # define __END_DECLS /* empty */
  33 #endif
  34
  35 __BEGIN_DECLS
  36
  37 /* Workspace for adaptive integrators */
  38
  39 typedef struct
  40   {
  41     size_t limit;
  42     size_t size;
  43     size_t nrmax;
  44     size_t i;
  45     size_t maximum_level;
  46     double *alist;
  47     double *blist;
  48     double *rlist;
  49     double *elist;
  50     size_t *order;
  51     size_t *level;
  52   }
  53 gsl_integration_workspace;
  54
  55 gsl_integration_workspace *
  56   gsl_integration_workspace_alloc (const size_t n);
  57
  58 void
  59   gsl_integration_workspace_free (gsl_integration_workspace * w);
  60
  61
  62 /* Workspace for QAWS integrator */
  63
  64 typedef struct
  65 {
  66   double alpha;
  67   double beta;
  68   int mu;
  69   int nu;
  70   double ri[25];
  71   double rj[25];
  72   double rg[25];
  73   double rh[25];
  74 }
  75 gsl_integration_qaws_table;
  76
  77 gsl_integration_qaws_table *
  78 gsl_integration_qaws_table_alloc (double alpha, double beta, int mu, int nu);
  79
  80 int
  81 gsl_integration_qaws_table_set (gsl_integration_qaws_table * t,
  82                                 double alpha, double beta, int mu, int nu);
  83
  84 void
  85 gsl_integration_qaws_table_free (gsl_integration_qaws_table * t);
  86
  87 /* Workspace for QAWO integrator */
  88
  89 enum gsl_integration_qawo_enum { GSL_INTEG_COSINE, GSL_INTEG_SINE };
  90
  91 typedef struct
  92 {
  93   size_t n;
  94   double omega;
  95   double L;
  96   double par;
  97   enum gsl_integration_qawo_enum sine;
  98   double *chebmo;
  99 }
 100 gsl_integration_qawo_table;
 101
 102 gsl_integration_qawo_table *
 103 gsl_integration_qawo_table_alloc (double omega, double L,
 104                                   enum gsl_integration_qawo_enum sine,
 105                                   size_t n);
 106
 107 int
 108 gsl_integration_qawo_table_set (gsl_integration_qawo_table * t,
 109                                 double omega, double L,
 110                                 enum gsl_integration_qawo_enum sine);
 111
 112 int
 113 gsl_integration_qawo_table_set_length (gsl_integration_qawo_table * t,
 114                                        double L);
 115
 116 void
 117 gsl_integration_qawo_table_free (gsl_integration_qawo_table * t);
 118
 119
 120 /* Definition of an integration rule */
 121
 122 typedef void gsl_integration_rule (const gsl_function * f,
 123                                    double a, double b,
 124                                    double *result, double *abserr,
 125                                    double *defabs, double *resabs);
 126
 127 void gsl_integration_qk15 (const gsl_function * f, double a, double b,
 128                            double *result, double *abserr,
 129                            double *resabs, double *resasc);
 130
 131 void gsl_integration_qk21 (const gsl_function * f, double a, double b,
 132                            double *result, double *abserr,
 133                            double *resabs, double *resasc);
 134
 135 void gsl_integration_qk31 (const gsl_function * f, double a, double b,
 136                            double *result, double *abserr,
 137                            double *resabs, double *resasc);
 138
 139 void gsl_integration_qk41 (const gsl_function * f, double a, double b,
 140                            double *result, double *abserr,
 141                            double *resabs, double *resasc);
 142
 143 void gsl_integration_qk51 (const gsl_function * f, double a, double b,
 144                            double *result, double *abserr,
 145                            double *resabs, double *resasc);
 146
 147 void gsl_integration_qk61 (const gsl_function * f, double a, double b,
 148                            double *result, double *abserr,
 149                            double *resabs, double *resasc);
 150
 151 void gsl_integration_qcheb (gsl_function * f, double a, double b,
 152                             double *cheb12, double *cheb24);
 153
 154 /* The low-level integration rules in QUADPACK are identified by small
 155    integers (1-6). We'll use symbolic constants to refer to them.  */
 156
 157 enum
 158   {
 159     GSL_INTEG_GAUSS15 = 1,      /* 15 point Gauss-Kronrod rule */
 160     GSL_INTEG_GAUSS21 = 2,      /* 21 point Gauss-Kronrod rule */
 161     GSL_INTEG_GAUSS31 = 3,      /* 31 point Gauss-Kronrod rule */
 162     GSL_INTEG_GAUSS41 = 4,      /* 41 point Gauss-Kronrod rule */
 163     GSL_INTEG_GAUSS51 = 5,      /* 51 point Gauss-Kronrod rule */
 164     GSL_INTEG_GAUSS61 = 6       /* 61 point Gauss-Kronrod rule */
 165   };
 166
 167 void
 168 gsl_integration_qk (const int n, const double xgk[],
 169                     const double wg[], const double wgk[],
 170                     double fv1[], double fv2[],
 171                     const gsl_function *f, double a, double b,
 172                     double * result, double * abserr,
 173                     double * resabs, double * resasc);
 174
 175
 176 int gsl_integration_qng (const gsl_function * f,
 177                          double a, double b,
 178                          double epsabs, double epsrel,
 179                          double *result, double *abserr,
 180                          size_t * neval);
 181
 182 int gsl_integration_qag (const gsl_function * f,
 183                          double a, double b,
 184                          double epsabs, double epsrel, size_t limit,
 185                          int key,
 186                          gsl_integration_workspace * workspace,
 187                          double *result, double *abserr);
 188
 189 int gsl_integration_qagi (gsl_function * f,
 190                           double epsabs, double epsrel, size_t limit,
 191                           gsl_integration_workspace * workspace,
 192                           double *result, double *abserr);
 193
 194 int gsl_integration_qagiu (gsl_function * f,
 195                            double a,
 196                            double epsabs, double epsrel, size_t limit,
 197                            gsl_integration_workspace * workspace,
 198                            double *result, double *abserr);
 199
 200 int gsl_integration_qagil (gsl_function * f,
 201                            double b,
 202                            double epsabs, double epsrel, size_t limit,
 203                            gsl_integration_workspace * workspace,
 204                            double *result, double *abserr);
 205
 206
 207 int gsl_integration_qags (const gsl_function * f,
 208                           double a, double b,
 209                           double epsabs, double epsrel, size_t limit,
 210                           gsl_integration_workspace * workspace,
 211                           double *result, double *abserr);
 212
 213 int gsl_integration_qagp (const gsl_function * f,
 214                           double *pts, size_t npts,
 215                           double epsabs, double epsrel, size_t limit,
 216                           gsl_integration_workspace * workspace,
 217                           double *result, double *abserr);
 218
 219 int gsl_integration_qawc (gsl_function *f,
 220                           const double a, const double b, const double c,
 221                           const double epsabs, const double epsrel, const size_t limit,
 222                           gsl_integration_workspace * workspace,
 223                           double * result, double * abserr);
 224
 225 int gsl_integration_qaws (gsl_function * f,
 226                           const double a, const double b,
 227                           gsl_integration_qaws_table * t,
 228                           const double epsabs, const double epsrel,
 229                           const size_t limit,
 230                           gsl_integration_workspace * workspace,
 231                           double *result, double *abserr);
 232
 233 int gsl_integration_qawo (gsl_function * f,
 234                           const double a,
 235                           const double epsabs, const double epsrel,
 236                           const size_t limit,
 237                           gsl_integration_workspace * workspace,
 238                           gsl_integration_qawo_table * wf,
 239                           double *result, double *abserr);
 240
 241 int gsl_integration_qawf (gsl_function * f,
 242                           const double a,
 243                           const double epsabs,
 244                           const size_t limit,
 245                           gsl_integration_workspace * workspace,
 246                           gsl_integration_workspace * cycle_workspace,
 247                           gsl_integration_qawo_table * wf,
 248                           double *result, double *abserr);
 249
 250 __END_DECLS
 251
 252 #endif /* __GSL_INTEGRATION_H__ */