mcpdft.h

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#ifndef MCPDFT_H
#define MCPDFT_H

#include <armadillo>

namespace mcpdft{

class MCPDFT {
   public:
      MCPDFT();
      MCPDFT(std::string test_case);
      ~MCPDFT();

      void common_init(std::string test_case);

      void build_opdm();

      void build_tpdm();

      void build_rho();

      void build_density_functions();

      void build_density_gradients();

      void build_pi(const arma::mat &D2ab);

      void build_ontop_pair_density(const arma::mat &D2ab);

      void build_ontop_pair_density_gradients(const arma::mat &D2ab);

      void build_R();

      void translate();

      void translate_density();

      void translate_density_gradients();

      void fully_translate();

      void fully_translate_density();

      void fully_translate_density_gradients();

      //=============== accessors ===============//
      bool is_gga() const;
      size_t get_npts() const;
      int    get_nbfs() const;
      arma::vec get_w() const;
      arma::vec get_x() const;
      arma::vec get_y() const;
      arma::vec get_z() const;
      arma::mat get_phi() const;
      arma::mat get_phi_x() const;
      arma::mat get_phi_y() const;
      arma::mat get_phi_z() const;
      double get_eref() const;
      double get_eclass() const;
      arma::mat get_cmat() const;
      arma::mat get_D1a() const;
      arma::mat get_D1b() const;
      arma::mat get_D2ab() const;
      arma::vec get_rhoa() const;
      arma::vec get_rhoa_x() const;
      arma::vec get_rhoa_y() const;
      arma::vec get_rhoa_z() const;
      arma::vec get_rhob() const;
      arma::vec get_rhob_x() const;
      arma::vec get_rhob_y() const;
      arma::vec get_rhob_z() const;
      arma::vec get_rho() const;
      arma::vec get_tr_rhoa() const;
      arma::vec get_tr_rhoa_x() const;
      arma::vec get_tr_rhoa_y() const;
      arma::vec get_tr_rhoa_z() const;
      arma::vec get_tr_rhob() const;
      arma::vec get_tr_rhob_x() const;
      arma::vec get_tr_rhob_y() const;
      arma::vec get_tr_rhob_z() const;
      arma::vec get_tr_rho() const;
      arma::vec get_pi() const;
      arma::vec get_R() const;
      arma::vec get_sigma_aa() const;
      arma::vec get_sigma_ab() const;
      arma::vec get_sigma_bb() const;
      arma::vec get_tr_sigma_aa() const;
      arma::vec get_tr_sigma_ab() const;
      arma::vec get_tr_sigma_bb() const;

      void set_npts(const size_t npts);
      void set_nbfs(const int nbfs);
      void set_w(const arma::vec &w);
      void set_x(const arma::vec &x);
      void set_y(const arma::vec &y);
      void set_z(const arma::vec &z);
      void set_phi(const arma::mat &phi);
      void set_phi_x(const arma::mat &phi_x);
      void set_phi_y(const arma::mat &phi_y);
      void set_phi_z(const arma::mat &phi_z);
      void set_eref(const double eref);
      void set_eclass(const double eclass);
      void set_cmat(const arma::mat &cmat);
      void set_D1a(const arma::mat &D1a);
      void set_D1b(const arma::mat &D1b);
      void set_D2ab(const arma::mat &D2ab);
      void set_rhoa(const arma::vec &rhoa);
      void set_rhoa_x(const arma::vec &rhoa_x);
      void set_rhoa_y(const arma::vec &rhoa_y);
      void set_rhoa_z(const arma::vec &rhoa_z);
      void set_rhob(const arma::vec &rhob);
      void set_rhob_x(const arma::vec &rhob_x);
      void set_rhob_y(const arma::vec &rhob_y);
      void set_rhob_z(const arma::vec &rhob_z);
      void set_rho(const arma::vec &rho);
      void set_tr_rhoa(const arma::vec &tr_rhoa);
      void set_tr_rhoa_x(const arma::vec &tr_rhoa_x);
      void set_tr_rhoa_y(const arma::vec &tr_rhoa_y);
      void set_tr_rhoa_z(const arma::vec &tr_rhoa_z);
      void set_tr_rhob(const arma::vec &tr_rhob);
      void set_tr_rhob_x(const arma::vec &tr_rhob_x);
      void set_tr_rhob_y(const arma::vec &tr_rhob_y);
      void set_tr_rhob_z(const arma::vec &tr_rhob_z);
      void set_tr_rho(const arma::vec &tr_rho);
      void set_pi(const arma::vec &pi);
      void set_pi_x(const arma::vec &pi_x);
      void set_pi_y(const arma::vec &pi_y);
      void set_pi_z(const arma::vec &pi_z);
      void set_R(const arma::vec &R);
      void set_sigma_aa(const arma::vec &sigma_aa);
      void set_sigma_ab(const arma::vec &sigma_ab);
      void set_sigma_bb(const arma::vec &sigma_bb);
      void set_tr_sigma_aa(const arma::vec &tr_sigma_aa);
      void set_tr_sigma_ab(const arma::vec &tr_sigma_ab);
      void set_tr_sigma_bb(const arma::vec &tr_sigma_bb);
      //==========================================// end of accessors
      void print_banner() const;

   protected:   
       //=========== utility functions ============//
       void read_grids_from_file(std::string test_case);
       void read_orbitals_from_file(std::string test_case);
       void read_gradients_from_file(std::string test_case);
       void read_energies_from_file(std::string test_case);
       void read_opdm_from_file(std::string test_case);
       void read_cmat_from_file(std::string test_case);
       //==========================================// end utility functions

   private:
       bool is_gga_;

       arma::mat D1a_;
 
       arma::mat D1b_;
 
       arma::mat D2ab_;

      size_t npts_;

      size_t nbfs_;
      
      arma::vec w_;

      arma::vec x_;

      arma::vec y_;

      arma::vec z_;

      arma::mat grids_;

      arma::mat phi_;

      arma::mat phi_x_;

      arma::mat phi_y_;

      arma::mat phi_z_;

      double eref_;

      double eclass_;

      arma::mat cmat_;

      arma::vec rho_a_;

      arma::vec rho_a_x_;

      arma::vec rho_a_y_;

      arma::vec rho_a_z_;

      arma::vec rho_b_;

      arma::vec rho_b_x_;

      arma::vec rho_b_y_;

      arma::vec rho_b_z_;

      arma::vec rho_;

      arma::vec tr_rho_a_;

      arma::vec tr_rho_a_x_;

      arma::vec tr_rho_a_y_;

      arma::vec tr_rho_a_z_;

      arma::vec tr_rho_b_;

      arma::vec tr_rho_b_x_;

      arma::vec tr_rho_b_y_;

      arma::vec tr_rho_b_z_;

      arma::vec tr_rho_;

      arma::vec pi_;

      arma::vec pi_x_;

      arma::vec pi_y_;

      arma::vec pi_z_;

      arma::vec R_;

      arma::vec sigma_aa_;

      arma::vec sigma_ab_;

      arma::vec sigma_bb_;

      arma::vec tr_sigma_aa_;

      arma::vec tr_sigma_ab_;

      arma::vec tr_sigma_bb_;
};

}
#endif // MCPDFT_H