#include "stdlib.h"
#include "math.h"
void hpir2(x,y,z,n,m,a,p,q,dt)
int n,m,p,q;
double x[],y[],z[],a[],dt[];
{ int i,j,k,l,kk;
double apx[20],apy[20],bx[20],by[20],u[20][20];
double t[20],t1[20],t2[20],xx,yy,d1,d2,g,g1,g2;
double x2,dd,y1,x1,*v;
v=malloc(20*m*sizeof(double));
for (i=0; i<=p-1; i++)
{ l=i*q;
for (j=0; j<=q-1; j++) a[l+j]=0.0;
}
if (p>n) p=n;
if (p>20) p=20;
if (q>m) q=m;
if (q>20) q=20;
xx=0.0;
for (i=0; i<=n-1; i++)
xx=xx+x[i]/(1.0*n);
yy=0.0;
for (i=0; i<=m-1; i++)
yy=yy+y[i]/(1.0*m);
d1=1.0*n; apx[0]=0.0;
for (i=0; i<=n-1; i++)
apx[0]=apx[0]+x[i]-xx;
apx[0]=apx[0]/d1;
for (j=0; j<=m-1; j++)
{ v[j]=0.0;
for (i=0; i<=n-1; i++)
v[j]=v[j]+z[i*m+j];
v[j]=v[j]/d1;
}
if (p>1)
{ d2=0.0; apx[1]=0.0;
for (i=0; i<=n-1; i++)
{ g=x[i]-xx-apx[0];
d2=d2+g*g;
apx[1]=apx[1]+(x[i]-xx)*g*g;
}
apx[1]=apx[1]/d2;
bx[1]=d2/d1;
for (j=0; j<=m-1; j++)
{ v[m+j]=0.0;
for (i=0; i<=n-1; i++)
{ g=x[i]-xx-apx[0];
v[m+j]=v[m+j]+z[i*m+j]*g;
}
v[m+j]=v[m+j]/d2;
}
d1=d2;
}
for (k=2; k<=p-1; k++)
{ d2=0.0; apx[k]=0.0;
for (j=0; j<=m-1; j++) v[k*m+j]=0.0;
for (i=0; i<=n-1; i++)
{ g1=1.0; g2=x[i]-xx-apx[0];
for (j=2; j<=k; j++)
{ g=(x[i]-xx-apx[j-1])*g2-bx[j-1]*g1;
g1=g2; g2=g;
}
d2=d2+g*g;
apx[k]=apx[k]+(x[i]-xx)*g*g;
for (j=0; j<=m-1; j++)
v[k*m+j]=v[k*m+j]+z[i*m+j]*g;
}
for (j=0; j<=m-1; j++)
v[k*m+j]=v[k*m+j]/d2;
apx[k]=apx[k]/d2;
bx[k]=d2/d1;
d1=d2;
}
d1=m; apy[0]=0.0;
for (i=0; i<=m-1; i++)
apy[0]=apy[0]+y[i]-yy;
apy[0]=apy[0]/d1;
for (j=0; j<=p-1; j++)
{ u[j][0]=0.0;
for (i=0; i<=m-1; i++)
u[j][0]=u[j][0]+v[j*m+i];
u[j][0]=u[j][0]/d1;
}
if (q>1)
{ d2=0.0; apy[1]=0.0;
for (i=0; i<=m-1; i++)
{ g=y[i]-yy-apy[0];
d2=d2+g*g;
apy[1]=apy[1]+(y[i]-yy)*g*g;
}
apy[1]=apy[1]/d2;
by[1]=d2/d1;
for (j=0; j<=p-1; j++)
{ u[j][1]=0.0;
for (i=0; i<=m-1; i++)
{ g=y[i]-yy-apy[0];
u[j][1]=u[j][1]+v[j*m+i]*g;
}
u[j][1]=u[j][1]/d2;
}
d1=d2;
}
for (k=2; k<=q-1; k++)
{ d2=0.0; apy[k]=0.0;
for (j=0; j<=p-1; j++) u[j][k]=0.0;
for (i=0; i<=m-1; i++)
{ g1=1.0;
g2=y[i]-yy-apy[0];
for (j=2; j<=k; j++)
{ g=(y[i]-yy-apy[j-1])*g2-by[j-1]*g1;
g1=g2; g2=g;
}
d2=d2+g*g;
apy[k]=apy[k]+(y[i]-yy)*g*g;
for (j=0; j<=p-1; j++)
u[j][k]=u[j][k]+v[j*m+i]*g;
}
for (j=0; j<=p-1; j++)
u[j][k]=u[j][k]/d2;
apy[k]=apy[k]/d2;
by[k]=d2/d1;
d1=d2;
}
v[0]=1.0; v[m]=-apy[0]; v[m+1]=1.0;
for (i=0; i<=p-1; i++)
for (j=0; j<=q-1; j++)
a[i*q+j]=0.0;
for (i=2; i<=q-1; i++)
{ v[i*m+i]=v[(i-1)*m+(i-1)];
v[i*m+i-1]=-apy[i-1]*v[(i-1)*m+i-1]+v[(i-1)*m+i-2];
if (i>=3)
for (k=i-2; k>=1; k--)
v[i*m+k]=-apy[i-1]*v[(i-1)*m+k]+
v[(i-1)*m+k-1]-by[i-1]*v[(i-2)*m+k];
v[i*m]=-apy[i-1]*v[(i-1)*m]-by[i-1]*v[(i-2)*m];
}
for (i=0; i<=p-1; i++)
{ if (i==0) { t[0]=1.0; t1[0]=1.0;}
else
{ if (i==1)
{ t[0]=-apx[0]; t[1]=1.0;
t2[0]=t[0]; t2[1]=t[1];
}
else
{ t[i]=t2[i-1];
t[i-1]=-apx[i-1]*t2[i-1]+t2[i-2];
if (i>=3)
for (k=i-2; k>=1; k--)
t[k]=-apx[i-1]*t2[k]+t2[k-1]
-bx[i-1]*t1[k];
t[0]=-apx[i-1]*t2[0]-bx[i-1]*t1[0];
t2[i]=t[i];
for (k=i-1; k>=0; k--)
{ t1[k]=t2[k]; t2[k]=t[k];}
}
}
for (j=0; j<=q-1; j++)
for (k=i; k>=0; k--)
for (l=j; l>=0; l--)
a[k*q+l]=a[k*q+l]+u[i][j]*t[k]*v[j*m+l];
}
dt[0]=0.0; dt[1]=0.0; dt[2]=0.0;
for (i=0; i<=n-1; i++)
{ x1=x[i]-xx;
for (j=0; j<=m-1; j++)
{ y1=y[j]-yy;
x2=1.0; dd=0.0;
for (k=0; k<=p-1; k++)
{ g=a[k*q+q-1];
for (kk=q-2; kk>=0; kk--)
g=g*y1+a[k*q+kk];
g=g*x2; dd=dd+g; x2=x2*x1;
}
dd=dd-z[i*m+j];
if (fabs(dd)>dt[2]) dt[2]=fabs(dd);
dt[0]=dt[0]+dd*dd;
dt[1]=dt[1]+fabs(dd);
}
}
free(v);
return;
}