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       1             : // SPDX-FileCopyrightText: 2024 PairInteraction Developers
       2             : // SPDX-License-Identifier: LGPL-3.0-or-later
       3             : 
       4             : #pragma once
       5             : 
       6             : #include "pairinteraction/utils/eigen_assertion.hpp"
       7             : #include "pairinteraction/utils/eigen_compat.hpp"
       8             : #include "pairinteraction/utils/traits.hpp"
       9             : 
      10             : #include <Eigen/Dense>
      11             : #include <array>
      12             : #include <complex>
      13             : #include <limits>
      14             : #include <stdexcept>
      15             : #include <unsupported/Eigen/KroneckerProduct>
      16             : 
      17             : using namespace std::complex_literals;
      18             : 
      19             : namespace pairinteraction::spherical {
      20             : 
      21             : extern const Eigen::Matrix3<std::complex<double>> CARTESIAN_TO_SPHERICAL_KAPPA1;
      22             : extern const Eigen::Matrix<std::complex<double>, 6, 9> CARTESIAN_TO_SPHERICAL_KAPPA2;
      23             : 
      24             : template <typename Scalar>
      25        2752 : inline const Eigen::MatrixX<Scalar> &get_transformator(int kappa) {
      26        2752 :     if (kappa == 1) {
      27             :         if constexpr (traits::NumTraits<Scalar>::is_complex_v) {
      28        1975 :             static const auto mat = Eigen::MatrixX<Scalar>(
      29           1 :                 spherical::CARTESIAN_TO_SPHERICAL_KAPPA1.template cast<Scalar>());
      30        1957 :             return mat;
      31             :         }
      32         721 :         static const auto mat = Eigen::MatrixX<Scalar>(
      33           0 :             spherical::CARTESIAN_TO_SPHERICAL_KAPPA1.real().template cast<Scalar>());
      34         718 :         return mat;
      35             :     }
      36          58 :     if (kappa == 2) {
      37             :         if constexpr (traits::NumTraits<Scalar>::is_complex_v) {
      38          58 :             static const auto mat = Eigen::MatrixX<Scalar>(
      39           1 :                 spherical::CARTESIAN_TO_SPHERICAL_KAPPA2.template cast<Scalar>());
      40          57 :             return mat;
      41             :         }
      42           4 :         static const auto mat = Eigen::MatrixX<Scalar>(
      43           2 :             spherical::CARTESIAN_TO_SPHERICAL_KAPPA2.real().template cast<Scalar>());
      44           3 :         return mat;
      45             :     }
      46           0 :     throw std::invalid_argument("Invalid kappa value. Must be 1 or 2.");
      47             : }
      48             : } // namespace pairinteraction::spherical