root/applications/robust/robustlib.h @ 1214

Revision 1214, 29.6 kB (checked in by sindj, 14 years ago)

Dodelavani splitu v pridavani podminky - nedokonceno. JS

Line 
1/*!
2  \file
3  \brief Robust Bayesian auto-regression model
4  \author Jan Sindelar.
5*/
6
7#ifndef ROBUST_H
8#define ROBUST_H
9
10#include <stat/exp_family.h>
11#include <limits>
12#include <vector>
13#include <list>
14#include <algorithm>
15       
16using namespace bdm;
17using namespace std;
18using namespace itpp;
19
20const double max_range = numeric_limits<double>::max()/10e-5;
21
22enum actions {MERGE, SPLIT};
23
24class polyhedron;
25class vertex;
26
27/// A class describing a single polyhedron of the split complex. From a collection of such classes a Hasse diagram
28/// of the structure in the exponent of a Laplace-Inverse-Gamma density will be created.
29class polyhedron
30{
31        /// A property having a value of 1 usually, with higher value only if the polyhedron arises as a coincidence of
32        /// more than just the necessary number of conditions. For example if a newly created line passes through an already
33        /// existing point, the points multiplicity will rise by 1.
34        int multiplicity;       
35
36        int split_state;
37
38        int merge_state;
39
40       
41
42public:
43        /// A list of polyhedrons parents within the Hasse diagram.
44        list<polyhedron*> parents;
45
46        /// A list of polyhedrons children withing the Hasse diagram.
47        list<polyhedron*> children;
48
49        /// All the vertices of the given polyhedron
50        list<vertex*> vertices;
51
52        /// A list used for storing children that lie in the positive region related to a certain condition
53        list<polyhedron*> positivechildren;
54
55        /// A list used for storing children that lie in the negative region related to a certain condition
56        list<polyhedron*> negativechildren;
57
58        /// Children intersecting the condition
59        list<polyhedron*> neutralchildren;
60
61        list<polyhedron*> totallyneutralgrandchildren;
62
63        list<polyhedron*> totallyneutralchildren;
64
65        bool totally_neutral;
66
67        list<polyhedron*> mergechildren;
68
69        polyhedron* positiveparent;
70
71        polyhedron* negativeparent;
72
73        polyhedron* next_poly;
74
75        polyhedron* prev_poly;
76
77        int message_counter;
78
79        /// List of triangulation polyhedrons of the polyhedron given by their relative vertices.
80        list<list<vertex*>> triangulations;
81
82        /// A list of relative addresses serving for Hasse diagram construction.
83        list<int> kids_rel_addresses;
84
85        /// Default constructor
86        polyhedron()
87        {
88                multiplicity = 1;
89
90                message_counter = 0;
91
92                totally_neutral = NULL;
93        }
94       
95        /// Setter for raising multiplicity
96        void raise_multiplicity()
97        {
98                multiplicity++;
99        }
100
101        /// Setter for lowering multiplicity
102        void lower_multiplicity()
103        {
104                multiplicity--;
105        }
106       
107        /// An obligatory operator, when the class is used within a C++ STL structure like a vector
108        int operator==(polyhedron polyhedron2)
109        {
110                return true;
111        }
112
113        /// An obligatory operator, when the class is used within a C++ STL structure like a vector
114        int operator<(polyhedron polyhedron2)
115        {
116                return false;
117        }
118
119       
120
121        void set_state(double state_indicator, actions action)
122        {
123                switch(action)
124                {
125                        case MERGE:
126                                merge_state = (int)sign(state_indicator);                       
127                        break;
128                        case SPLIT:
129                                split_state = (int)sign(state_indicator);
130                        break;
131                }
132        }
133
134        int get_state(actions action)
135        {
136                switch(action)
137                {
138                        case MERGE:
139                                return merge_state;                     
140                        break;
141                        case SPLIT:
142                                return split_state;
143                        break;
144                }
145        }
146
147        int number_of_children()
148        {
149                return children.size();
150        }
151
152       
153};
154
155/// A class for representing 0-dimensional polyhedron - a vertex. It will be located in the bottom row of the Hasse
156/// diagram representing a complex of polyhedrons. It has its coordinates in the parameter space.
157class vertex : public polyhedron
158{
159        /// A dynamic array representing coordinates of the vertex
160        vec coordinates;       
161
162       
163
164public:
165
166
167
168        /// Default constructor
169        vertex();
170
171        /// Constructor of a vertex from a set of coordinates
172        vertex(vec coordinates)
173        {
174                this->coordinates = coordinates;
175        }
176
177        /// A method that widens the set of coordinates of given vertex. It is used when a complex in a parameter
178        /// space of certain dimension is established, but the dimension is not known when the vertex is created.
179        void push_coordinate(double coordinate)
180        {
181                coordinates = concat(coordinates,coordinate);
182        }
183
184        /// A method obtaining the set of coordinates of a vertex. These coordinates are not obtained as a pointer
185        /// (not given by reference), but a new copy is created (they are given by value).
186        vec get_coordinates()
187        {               
188                return coordinates;
189        }
190
191               
192};
193
194/// A class representing a polyhedron in a top row of the complex. Such polyhedron has a condition that differitiates
195/// it from polyhedrons in other rows.
196class toprow : public polyhedron
197{
198       
199public:
200        /// A condition used for determining the function of a Laplace-Inverse-Gamma density resulting from Bayesian estimation
201        vec condition;
202
203        /// Default constructor
204        toprow(){};
205
206        /// Constructor creating a toprow from the condition
207        toprow(vec condition)
208        {
209                this->condition = condition;
210        }
211
212};
213
214class condition
215{       
216public:
217        vec value;     
218
219        int multiplicity;
220
221        condition(vec value)
222        {
223                this->value = value;
224                multiplicity = 1;
225        }
226};
227
228class c_statistic
229{
230        polyhedron* end_poly;
231        polyhedron* start_poly;
232
233public:
234        vector<polyhedron*> rows;
235
236        vector<polyhedron*> row_ends;
237
238        c_statistic()
239        {
240                end_poly   = new polyhedron();
241                start_poly = new polyhedron();
242        };
243
244        void append_polyhedron(int row, polyhedron* appended_start, polyhedron* appended_end)
245        {
246                if(row>((int)rows.size())-1)
247                {
248                        if(row>rows.size())
249                        {
250                                throw new exception("You are trying to append a polyhedron whose children are not in the statistic yet!");
251                                return;
252                        }
253
254                        rows.push_back(end_poly);
255                        row_ends.push_back(end_poly);
256                }
257
258                // POSSIBLE FAILURE: the function is not checking if start and end are connected
259
260                if(rows[row] != end_poly)
261                {
262                        appended_start->prev_poly = row_ends[row];
263                        row_ends[row]->next_poly = appended_start;                     
264                                               
265                }
266                else if((row>0 && rows[row-1]!=end_poly)||row==0)
267                {
268                        appended_start->prev_poly = start_poly;
269                        rows[row]= appended_start;                     
270                }
271                else
272                {
273                        throw new exception("Wrong polyhedron insertion into statistic: missing intermediary polyhedron!");
274                }
275
276                appended_end->next_poly = end_poly;
277                row_ends[row] = appended_end;
278        }
279
280        void append_polyhedron(int row, polyhedron* appended_poly)
281        {
282                append_polyhedron(row,appended_poly,appended_poly);
283        }
284
285        void insert_polyhedron(int row, polyhedron* inserted_poly, polyhedron* following_poly)
286        {               
287                if(following_poly != end_poly)
288                {
289                        inserted_poly->next_poly = following_poly;
290                        inserted_poly->prev_poly = following_poly->prev_poly;
291
292                        if(following_poly->prev_poly == start_poly)
293                        {
294                                rows[row] = inserted_poly;
295                        }
296                        else
297                        {                               
298                                inserted_poly->prev_poly->next_poly = inserted_poly;                                                           
299                        }
300
301                        following_poly->prev_poly = inserted_poly;
302                }
303                else
304                {
305                        this->append_polyhedron(row, inserted_poly);
306                }               
307       
308        }
309
310
311       
312
313        void delete_polyhedron(int row, polyhedron* deleted_poly)
314        {
315                if(deleted_poly->prev_poly != start_poly)
316                {
317                        deleted_poly->prev_poly->next_poly = deleted_poly->next_poly;
318                }
319                else
320                {
321                        rows[row] = deleted_poly->next_poly;
322                }
323
324                if(deleted_poly->next_poly!=end_poly)
325                {
326                        deleted_poly->next_poly->prev_poly = deleted_poly->prev_poly;
327                }
328                else
329                {
330                        row_ends[row] = deleted_poly->prev_poly;
331                }
332
333               
334
335                deleted_poly->next_poly = NULL;
336                deleted_poly->prev_poly = NULL;                                 
337        }
338
339        int size()
340        {
341                return rows.size();
342        }
343
344        polyhedron* get_end()
345        {
346                return end_poly;
347        }
348
349        polyhedron* get_start()
350        {
351                return start_poly;
352        }
353
354        int row_size(int row)
355        {
356                if(this->size()>row && row>=0)
357                {
358                        int row_size = 0;
359                       
360                        for(polyhedron* row_poly = rows[row]; row_poly!=end_poly; row_poly=row_poly->next_poly)
361                        {
362                                row_size++;
363                        }
364
365                        return row_size;
366                }
367                else
368                {
369                        throw new exception("There is no row to obtain size from!");
370                }
371        }
372};
373
374
375//! Conditional(e) Multicriteria-Laplace-Inverse-Gamma distribution density
376class emlig // : eEF
377{
378
379        /// A statistic in a form of a Hasse diagram representing a complex of convex polyhedrons obtained as a result
380        /// of data update from Bayesian estimation or set by the user if this emlig is a prior density
381        c_statistic statistic;
382
383        vector<list<polyhedron*>> for_splitting;
384               
385        vector<list<polyhedron*>> for_merging;
386
387        list<condition*> conditions;
388
389        double normalization_factor;
390
391        void alter_toprow_conditions(vec condition, bool should_be_added)
392        {
393                for(polyhedron* horiz_ref = statistic.rows[statistic.size()-1];horiz_ref!=statistic.get_end();horiz_ref=horiz_ref->next_poly)
394                {
395                        double product = 0;
396
397                        list<vertex*>::iterator vertex_ref = horiz_ref->vertices.begin();
398
399                        do
400                        {
401                                product = (*vertex_ref)->get_coordinates()*condition;
402                        }
403                        while(product == 0);
404
405                        if((product>0 && should_be_added)||(product<0 && !should_be_added))
406                        {
407                                ((toprow*) horiz_ref)->condition += condition;
408                        }
409                        else
410                        {
411                                ((toprow*) horiz_ref)->condition -= condition;
412                        }                               
413                }
414        }
415
416
417        void send_state_message(polyhedron* sender, vec toadd, vec toremove, int level)
418        {                       
419
420                bool shouldmerge = (toremove.size() != 0);
421                bool shouldsplit    = (toadd.size() != 0);
422               
423                if(shouldsplit||shouldmerge)
424                {
425                        for(list<polyhedron*>::iterator parent_iterator = sender->parents.begin();parent_iterator!=sender->parents.end();parent_iterator++)
426                        {
427                                polyhedron* current_parent = *parent_iterator;
428
429                                current_parent->message_counter++;
430
431                                bool is_last = (current_parent->message_counter == current_parent->number_of_children());
432
433                                if(shouldmerge)
434                                {
435                                        int child_state  = sender->get_state(MERGE);
436                                        int parent_state = current_parent->get_state(MERGE);
437
438                                        if(parent_state == 0)
439                                        {
440                                                current_parent->set_state(child_state, MERGE);
441
442                                                if(child_state == 0)
443                                                {
444                                                        current_parent->mergechildren.push_back(sender);
445                                                }
446                                        }
447                                        else
448                                        {
449                                                if(child_state == 0)
450                                                {
451                                                        if(parent_state > 0)
452                                                        {
453                                                                sender->positiveparent = current_parent;
454                                                        }
455                                                        else
456                                                        {
457                                                                sender->negativeparent = current_parent;
458                                                        }
459                                                }
460                                        }
461
462                                        if(is_last)
463                                        {
464                                                if(parent_state > 0)
465                                                {
466                                                        for(list<polyhedron*>::iterator merge_child = current_parent->mergechildren.begin(); merge_child != current_parent->mergechildren.end();merge_child++)
467                                                        {
468                                                                (*merge_child)->positiveparent = current_parent;
469                                                        }
470                                                }
471
472                                                if(parent_state < 0)
473                                                {
474                                                        for(list<polyhedron*>::iterator merge_child = current_parent->mergechildren.begin(); merge_child != current_parent->mergechildren.end();merge_child++)
475                                                        {
476                                                                (*merge_child)->negativeparent = current_parent;
477                                                        }
478                                                }
479
480                                                if(parent_state == 0)
481                                                {
482                                                        for_merging[level+1].push_back(current_parent);
483                                                }
484
485                                                current_parent->mergechildren.clear();
486                                        }
487
488                                       
489                                }
490
491                                if(shouldsplit)
492                                        {
493                                                current_parent->totallyneutralgrandchildren.insert(current_parent->totallyneutralgrandchildren.end(),sender->totallyneutralchildren.begin(),sender->totallyneutralchildren.end());
494
495                                                switch(sender->get_state(SPLIT))
496                                                {
497                                                case 1:
498                                                        current_parent->positivechildren.push_back(sender);     
499                                                break;
500                                                case 0:
501                                                        current_parent->neutralchildren.push_back(sender);
502
503                                                        if(current_parent->totally_neutral == NULL)
504                                                        {
505                                                                current_parent->totally_neutral = sender->totally_neutral;
506                                                        }
507                                                        else
508                                                        {
509                                                                current_parent->totally_neutral = current_parent->totally_neutral && sender->totally_neutral;
510                                                        }
511
512                                                        if(sender->totally_neutral)
513                                                        {
514                                                                current_parent->totallyneutralchildren.push_back(sender);
515                                                        }
516                                                       
517                                                break;
518                                                case -1:
519                                                        current_parent->negativechildren.push_back(sender);
520                                                break;
521                                                }
522
523                                                if(is_last)
524                                                {
525                                                        unique(current_parent->totallyneutralgrandchildren.begin(),current_parent->totallyneutralgrandchildren.end());
526
527                                                        if((current_parent->negativechildren.size()>0&&current_parent->positivechildren.size()>0)||
528                                                                                                                (current_parent->neutralchildren.size()>0&&current_parent->totally_neutral==false))
529                                                        {                                                               
530                                                               
531                                                                        for_splitting[level+1].push_back(current_parent);
532                                                               
533                                                                        current_parent->set_state(0, SPLIT);
534                                                        }
535                                                        else
536                                                        {
537                                                                if(current_parent->negativechildren.size()>0)
538                                                                {
539                                                                        current_parent->set_state(-1, SPLIT);
540
541                                                                        ((toprow*)current_parent)->condition-=toadd;
542                                                                }
543                                                                else if(current_parent->positivechildren.size()>0)
544                                                                {
545                                                                        current_parent->set_state(1, SPLIT);
546
547                                                                        ((toprow*)current_parent)->condition+=toadd;
548                                                                }
549                                                                else
550                                                                {
551                                                                        current_parent->raise_multiplicity();                                                           
552                                                                }
553
554                                                                current_parent->positivechildren.clear();
555                                                                current_parent->negativechildren.clear();
556                                                                current_parent->neutralchildren.clear();
557                                                                current_parent->totallyneutralchildren.clear();
558                                                                current_parent->totallyneutralgrandchildren.clear();
559                                                                current_parent->totally_neutral = NULL; 
560                                                        }
561                                                }
562                                        }
563
564                                        if(is_last)
565                                        {
566                                                send_state_message(current_parent,toadd,toremove,level+1);
567                                        }
568                       
569                        }
570                       
571                }               
572        }
573       
574public: 
575
576        /// A default constructor creates an emlig with predefined statistic representing only the range of the given
577        /// parametric space, where the number of parameters of the needed model is given as a parameter to the constructor.
578        emlig(int number_of_parameters)
579        {       
580
581                create_statistic(number_of_parameters);
582
583                for(int i = 0;i<statistic.size();i++)
584                {
585                        list<polyhedron*> empty_split;
586                        list<polyhedron*> empty_merge;
587
588                        for_splitting.push_back(empty_split);
589                        for_merging.push_back(empty_merge);
590                }
591        }
592
593        /// A constructor for creating an emlig when the user wants to create the statistic by himself. The creation of a
594        /// statistic is needed outside the constructor. Used for a user defined prior distribution on the parameters.
595        emlig(c_statistic statistic)
596        {
597                this->statistic = statistic;
598        }
599
600        void add_condition(vec toadd)
601        {
602                vec null_vector = "";
603
604                add_and_remove_condition(toadd, null_vector);
605        }
606
607        void remove_condition(vec toremove)
608        {
609                vec null_vector = "";
610
611                add_and_remove_condition(null_vector, toremove);
612       
613        }
614
615        void add_and_remove_condition(vec toadd, vec toremove)
616        {
617                bool should_remove = (toremove.size() != 0);
618                bool should_add    = (toadd.size() != 0);
619
620                list<condition*>::iterator toremove_ref = conditions.end();
621                bool condition_should_be_added = false;
622
623                for(list<condition*>::iterator ref = conditions.begin();ref!=conditions.end();ref++)
624                {
625                        if(should_remove)
626                        {
627                                if((*ref)->value == toremove)
628                                {
629                                        if((*ref)->multiplicity>1)
630                                        {
631                                                (*ref)->multiplicity--;
632
633                                                alter_toprow_conditions(toremove,false);
634
635                                                should_remove = false;
636                                        }
637                                        else
638                                        {
639                                                toremove_ref = ref;                                                     
640                                        }
641                                }
642                        }
643
644                        if(should_add)
645                        {
646                                if((*ref)->value == toadd)
647                                {
648                                        (*ref)->multiplicity++;
649
650                                        alter_toprow_conditions(toadd,true);
651
652                                        should_add = false;
653                                }
654                                else
655                                {
656                                        condition_should_be_added = true;
657                                }
658                        }
659                }
660
661                if(toremove_ref!=conditions.end())
662                {
663                        conditions.erase(toremove_ref);
664                }
665
666                if(condition_should_be_added)
667                {
668                        conditions.push_back(new condition(toadd));
669                }
670
671               
672               
673                for(polyhedron* horizontal_position = statistic.rows[0];horizontal_position!=statistic.get_end();horizontal_position=horizontal_position->next_poly)
674                {               
675                        vertex* current_vertex = (vertex*)horizontal_position;
676                       
677                        if(should_add||should_remove)
678                        {
679                                vec appended_vec = current_vertex->get_coordinates();
680                                appended_vec.ins(0,-1.0);
681
682                                if(should_add)
683                                {
684                                        double local_condition = toadd*appended_vec;
685
686                                        current_vertex->set_state(local_condition,SPLIT);
687
688                                        if(local_condition == 0)
689                                        {
690                                                current_vertex->totally_neutral = true;
691
692                                                current_vertex->raise_multiplicity();
693                                        }                                       
694                                }
695                       
696                                if(should_remove)
697                                {
698                                        double local_condition = toremove*appended_vec;
699
700                                        current_vertex->set_state(local_condition,MERGE);
701
702                                        if(local_condition == 0)
703                                        {
704                                                for_merging[0].push_back(current_vertex);
705                                        }
706                                }                               
707                        }
708
709                        send_state_message(current_vertex, toadd, toremove, 0);         
710                       
711                }
712
713                if(should_add)
714                {
715                        int k = 1;
716
717                        vector<list<polyhedron*>>::iterator beginning_ref = ++for_splitting.begin();
718
719                        for(vector<list<polyhedron*>>::iterator vert_ref = beginning_ref;vert_ref<for_splitting.end();vert_ref++)
720                        {                       
721
722                                for(list<polyhedron*>::reverse_iterator split_ref = vert_ref->rbegin();split_ref != vert_ref->rend();split_ref++)
723                                {
724                                        polyhedron* new_totally_neutral_child;
725
726                                        polyhedron* current_polyhedron = (*split_ref);
727                                       
728                                        if(vert_ref == beginning_ref)
729                                        {
730                                                vec coordinates1 = ((vertex*)(*(current_polyhedron->children.begin())))->get_coordinates();                                             
731                                                vec coordinates2 = ((vertex*)(*(current_polyhedron->children.begin()++)))->get_coordinates();
732                                                coordinates2.ins(0,-1.0);
733                                               
734                                                double t = (-toadd*coordinates2)/(toadd(1,toadd.size()-1)*coordinates1)+1;
735
736                                                vec new_coordinates = coordinates1*t+(coordinates2(1,coordinates2.size()-1)-coordinates1);                                     
737
738                                                vertex* neutral_vertex = new vertex(new_coordinates);
739
740                                                new_totally_neutral_child = neutral_vertex;
741                                        }
742                                        else
743                                        {
744                                                toprow* neutral_toprow = new toprow();
745
746                                                new_totally_neutral_child = neutral_toprow;
747                                        }
748                                       
749                                        new_totally_neutral_child->children.insert(new_totally_neutral_child->children.end(),
750                                                                                                                current_polyhedron->totallyneutralgrandchildren.begin(),
751                                                                                                                                current_polyhedron->totallyneutralgrandchildren.end());
752
753                                        toprow* positive_poly = new toprow(((toprow*)current_polyhedron)->condition+toadd);
754                                        toprow* negative_poly = new toprow(((toprow*)current_polyhedron)->condition-toadd);
755
756                                        positive_poly->children.push_back(new_totally_neutral_child);
757                                        negative_poly->children.push_back(new_totally_neutral_child);
758
759                                        positive_poly->parents.insert(positive_poly->parents.end(),
760                                                                                                current_polyhedron->parents.begin(),
761                                                                                                                current_polyhedron->parents.end());
762
763                                        negative_poly->parents.insert(negative_poly->parents.end(),
764                                                                                                current_polyhedron->parents.begin(),
765                                                                                                                current_polyhedron->parents.end());
766
767                                        positive_poly->children.insert(positive_poly->children.end(),
768                                                                                                current_polyhedron->positivechildren.begin(),
769                                                                                                                        current_polyhedron->positivechildren.end());
770
771                                        negative_poly->children.insert(negative_poly->children.end(),
772                                                                                                current_polyhedron->negativechildren.begin(),
773                                                                                                                        current_polyhedron->negativechildren.end());
774
775                                        statistic.append_polyhedron(k-1, new_totally_neutral_child);
776                                       
777                                        statistic.insert_polyhedron(k, positive_poly, current_polyhedron);
778                                        statistic.insert_polyhedron(k, negative_poly, current_polyhedron);                                     
779
780                                        statistic.delete_polyhedron(k, current_polyhedron);                             
781                                }
782
783                                k++;
784                        }
785                }
786
787                vector<int> sizevector;
788                for(int s = 0;s<statistic.size();s++)
789                {
790                        sizevector.push_back(statistic.row_size(s));
791                }
792        }
793
794protected:
795
796        /// A method for creating plain default statistic representing only the range of the parameter space.
797    void create_statistic(int number_of_parameters)
798        {
799                // An empty vector of coordinates.
800                vec origin_coord;       
801
802                // We create an origin - this point will have all the coordinates zero, but now it has an empty vector of coords.
803                vertex *origin = new vertex(origin_coord);
804
805                // It has itself as a vertex. There will be a nice use for this when the vertices of its parents are searched in
806                // the recursive creation procedure below.
807                origin->vertices.push_back(origin);
808
809                /*
810                // As a statistic, we have to create a vector of vectors of polyhedron pointers. It will then represent the Hasse
811                // diagram. First we create a vector of polyhedrons..
812                list<polyhedron*> origin_vec;
813
814                // ..we fill it with the origin..
815                origin_vec.push_back(origin);
816
817                // ..and we fill the statistic with the created vector.
818                statistic.push_back(origin_vec);
819                */
820
821                statistic = *(new c_statistic());
822
823                statistic.append_polyhedron(0, origin);
824
825                // Now we have a statistic for a zero dimensional space. Regarding to how many dimensional space we need to
826                // describe, we have to widen the descriptional default statistic. We use an iterative procedure as follows:
827                for(int i=0;i<number_of_parameters;i++)
828                {
829                        // We first will create two new vertices. These will be the borders of the parameter space in the dimension
830                        // of newly added parameter. Therefore they will have all coordinates except the last one zero. We get the
831                        // right amount of zero cooridnates by reading them from the origin
832                        vec origin_coord = origin->get_coordinates();                                           
833
834                        // And we incorporate the nonzero coordinates into the new cooordinate vectors
835                        vec origin_coord1 = concat(origin_coord,max_range);
836                        vec origin_coord2 = concat(origin_coord,-max_range);
837
838                        // Now we create the points
839                        vertex *new_point1 = new vertex(origin_coord1);
840                        vertex *new_point2 = new vertex(origin_coord2);
841                       
842                        //*********************************************************************************************************
843                        // The algorithm for recursive build of a new Hasse diagram representing the space structure from the old
844                        // diagram works so that you create two copies of the old Hasse diagram, you shift them up one level (points
845                        // will be segments, segments will be areas etc.) and you connect each one of the original copied polyhedrons
846                        // with its offspring by a parent-child relation. Also each of the segments in the first (second) copy is
847                        // connected to the first (second) newly created vertex by a parent-child relation.
848                        //*********************************************************************************************************
849
850
851                        /*
852                        // Create the vectors of vectors of pointers to polyhedrons to hold the copies of the old Hasse diagram
853                        vector<vector<polyhedron*>> new_statistic1;
854                        vector<vector<polyhedron*>> new_statistic2;
855                        */
856
857                        c_statistic* new_statistic1 = new c_statistic();
858                        c_statistic* new_statistic2 = new c_statistic();
859
860                       
861                        // Copy the statistic by rows                   
862                        for(int j=0;j<statistic.size();j++)
863                        {
864                               
865
866                                // an element counter
867                                int element_number = 0;
868
869                                /*
870                                vector<polyhedron*> supportnew_1;
871                                vector<polyhedron*> supportnew_2;
872
873                                new_statistic1.push_back(supportnew_1);
874                                new_statistic2.push_back(supportnew_2);
875                                */
876
877                                // for each polyhedron in the given row
878                                for(polyhedron* horiz_ref = statistic.rows[j];horiz_ref!=statistic.get_end();horiz_ref=horiz_ref->next_poly)
879                                {       
880                                        // Append an extra zero coordinate to each of the vertices for the new dimension
881                                        // If vert_ref is at the first index => we loop through vertices
882                                        if(j == 0)
883                                        {
884                                                // cast the polyhedron pointer to a vertex pointer and push a zero to its vector of coordinates
885                                                ((vertex*) horiz_ref)->push_coordinate(0);
886                                        }
887                                        /*
888                                        else
889                                        {
890                                                ((toprow*) (*horiz_ref))->condition.ins(0,0);
891                                        }*/
892
893                                        // if it has parents
894                                        if(!horiz_ref->parents.empty())
895                                        {
896                                                // save the relative address of this child in a vector kids_rel_addresses of all its parents.
897                                                // This information will later be used for copying the whole Hasse diagram with each of the
898                                                // relations contained within.
899                                                for(list<polyhedron*>::iterator parent_ref = horiz_ref->parents.begin();parent_ref != horiz_ref->parents.end();parent_ref++)
900                                                {
901                                                        (*parent_ref)->kids_rel_addresses.push_back(element_number);                                                   
902                                                }                                               
903                                        }
904
905                                        // **************************************************************************************************
906                                        // Here we begin creating a new polyhedron, which will be a copy of the old one. Each such polyhedron
907                                        // will be created as a toprow, but this information will be later forgotten and only the polyhedrons
908                                        // in the top row of the Hasse diagram will be considered toprow for later use.
909                                        // **************************************************************************************************
910
911                                        // First we create vectors specifying a toprow condition. In the case of a preconstructed statistic
912                                        // this condition will be a vector of zeros. There are two vectors, because we need two copies of
913                                        // the original Hasse diagram.
914                                        vec vec1(number_of_parameters+1);
915                                        vec1.zeros();
916
917                                        vec vec2(number_of_parameters+1);
918                                        vec2.zeros();
919
920                                        // We create a new toprow with the previously specified condition.
921                                        toprow* current_copy1 = new toprow(vec1);
922                                        toprow* current_copy2 = new toprow(vec2);                                       
923
924                                        // The vertices of the copies will be inherited, because there will be a parent/child relation
925                                        // between each polyhedron and its offspring (comming from the copy) and a parent has all the
926                                        // vertices of its child plus more.
927                                        for(list<vertex*>::iterator vertex_ref = horiz_ref->vertices.begin();vertex_ref!=horiz_ref->vertices.end();vertex_ref++)
928                                        {
929                                                current_copy1->vertices.push_back(*vertex_ref);
930                                                current_copy2->vertices.push_back(*vertex_ref);                                         
931                                        }
932                                       
933                                        // The only new vertex of the offspring should be the newly created point.
934                                        current_copy1->vertices.push_back(new_point1);
935                                        current_copy2->vertices.push_back(new_point2);
936                                       
937                                        // This method guarantees that each polyhedron is already triangulated, therefore its triangulation
938                                        // is only one set of vertices and it is the set of all its vertices.
939                                        current_copy1->triangulations.push_back(current_copy1->vertices);
940                                        current_copy2->triangulations.push_back(current_copy2->vertices);
941                                       
942                                        // Now we have copied the polyhedron and we have to copy all of its relations. Because we are copying
943                                        // in the Hasse diagram from bottom up, we always have to copy the parent/child relations to all the
944                                        // kids and when we do that and know the child, in the child we will remember the parent we came from.
945                                        // This way all the parents/children relations are saved in both the parent and the child.
946                                        if(!horiz_ref->kids_rel_addresses.empty())
947                                        {
948                                                for(list<int>::iterator kid_ref = horiz_ref->kids_rel_addresses.begin();kid_ref!=horiz_ref->kids_rel_addresses.end();kid_ref++)
949                                                {       
950                                                        polyhedron* new_kid1 = new_statistic1->rows[j-1];
951                                                        polyhedron* new_kid2 = new_statistic2->rows[j-1];
952
953                                                        // THIS IS NOT EFFECTIVE: It could be improved by having the list indexed for new_statistic, but
954                                                        // not indexed for statistic. Hopefully this will not cause a big slowdown - happens only offline.
955                                                        if(*kid_ref)
956                                                        {
957                                                                for(int k = 1;k<=(*kid_ref);k++)
958                                                                {
959                                                                        new_kid1=new_kid1->next_poly;
960                                                                        new_kid2=new_kid2->next_poly;
961                                                                }
962                                                        }
963                                                       
964                                                        // find the child and save the relation to the parent
965                                                        current_copy1->children.push_back(new_kid1);
966                                                        current_copy2->children.push_back(new_kid2);
967
968                                                        // in the child save the parents' address
969                                                        new_kid1->parents.push_back(current_copy1);
970                                                        new_kid2->parents.push_back(current_copy2);
971                                                }                                               
972
973                                                // Here we clear the parents kids_rel_addresses vector for later use (when we need to widen the
974                                                // Hasse diagram again)
975                                                horiz_ref->kids_rel_addresses.clear();
976                                        }
977                                        // If there were no children previously, we are copying a polyhedron that has been a vertex before.
978                                        // In this case it is a segment now and it will have a relation to its mother (copywise) and to the
979                                        // newly created point. Here we create the connection to the new point, again from both sides.
980                                        else
981                                        {
982                                                // Add the address of the new point in the former vertex
983                                                current_copy1->children.push_back(new_point1);
984                                                current_copy2->children.push_back(new_point2);
985
986                                                // Add the address of the former vertex in the new point
987                                                new_point1->parents.push_back(current_copy1);
988                                                new_point2->parents.push_back(current_copy2);
989                                        }
990
991                                        // Save the mother in its offspring
992                                        current_copy1->children.push_back(horiz_ref);
993                                        current_copy2->children.push_back(horiz_ref);
994
995                                        // Save the offspring in its mother
996                                        horiz_ref->parents.push_back(current_copy1);
997                                        horiz_ref->parents.push_back(current_copy2);   
998                                                               
999                                       
1000                                        // Add the copies into the relevant statistic. The statistic will later be appended to the previous
1001                                        // Hasse diagram
1002                                        new_statistic1->append_polyhedron(j,current_copy1);
1003                                        new_statistic2->append_polyhedron(j,current_copy2);
1004                                       
1005                                        // Raise the count in the vector of polyhedrons
1006                                        element_number++;                       
1007                                       
1008                                }
1009                               
1010                        }
1011
1012                        /*
1013                        statistic.begin()->push_back(new_point1);
1014                        statistic.begin()->push_back(new_point2);
1015                        */
1016
1017                        statistic.append_polyhedron(0, new_point1);
1018                        statistic.append_polyhedron(0, new_point2);
1019
1020                        // Merge the new statistics into the old one. This will either be the final statistic or we will
1021                        // reenter the widening loop.
1022                        for(int j=0;j<new_statistic1->size();j++)
1023                        {
1024                                /*
1025                                if(j+1==statistic.size())
1026                                {
1027                                        list<polyhedron*> support;
1028                                        statistic.push_back(support);
1029                                }
1030                               
1031                                (statistic.begin()+j+1)->insert((statistic.begin()+j+1)->end(),new_statistic1[j].begin(),new_statistic1[j].end());
1032                                (statistic.begin()+j+1)->insert((statistic.begin()+j+1)->end(),new_statistic2[j].begin(),new_statistic2[j].end());
1033                                */
1034                                statistic.append_polyhedron(j+1,new_statistic1->rows[j],new_statistic1->row_ends[j]);
1035                                statistic.append_polyhedron(j+1,new_statistic2->rows[j],new_statistic2->row_ends[j]);
1036                        }
1037
1038               
1039                }
1040
1041                /*
1042                vector<list<toprow*>> toprow_statistic;
1043                int line_count = 0;
1044
1045                for(vector<list<polyhedron*>>::iterator polyhedron_ref = ++statistic.begin(); polyhedron_ref!=statistic.end();polyhedron_ref++)
1046                {
1047                        list<toprow*> support_list;
1048                        toprow_statistic.push_back(support_list);                                               
1049
1050                        for(list<polyhedron*>::iterator polyhedron_ref2 = polyhedron_ref->begin(); polyhedron_ref2 != polyhedron_ref->end(); polyhedron_ref2++)
1051                        {
1052                                toprow* support_top = (toprow*)(*polyhedron_ref2);
1053
1054                                toprow_statistic[line_count].push_back(support_top);
1055                        }
1056
1057                        line_count++;
1058                }*/
1059
1060               
1061                vector<int> sizevector;
1062                for(int s = 0;s<statistic.size();s++)
1063                {
1064                        sizevector.push_back(statistic.row_size(s));
1065                }
1066               
1067        }
1068
1069
1070       
1071       
1072};
1073
1074/*
1075
1076//! Robust Bayesian AR model for Multicriteria-Laplace-Inverse-Gamma density
1077class RARX : public BM
1078{
1079private:
1080
1081        emlig posterior;
1082
1083public:
1084        RARX():BM()
1085        {
1086        };
1087
1088        void bayes(const itpp::vec &yt, const itpp::vec &cond = empty_vec)
1089        {
1090               
1091        }
1092
1093};*/
1094
1095
1096
1097#endif //TRAGE_H
Note: See TracBrowser for help on using the browser.