root/library/bdm/stat/emix.cpp @ 1187

Revision 1068, 8.2 kB (checked in by mido, 14 years ago)

patch of documentation - all conditional pdfs revised

  • Property svn:eol-style set to native
Line 
1#include "emix.h"
2
3namespace bdm {
4
5void emix_base::validate () {
6    epdf::validate();
7    bdm_assert ( no_coms() > 0, "There has to be at least one component." );
8
9    bdm_assert ( no_coms() == w.length(), "It is obligatory to define weights of all the components." );
10
11    double sum_w = sum ( w );
12    bdm_assert ( sum_w != 0, "There has to be a component with non-zero weight." );
13    w = w / sum_w;
14
15    dim = component ( 0 )->dimension();
16    RV rv_tmp = component ( 0 )->_rv() ;
17    bool isnamed = component( 0 )->isnamed();
18    for ( int i = 1; i < no_coms(); i++ ) {
19        bdm_assert ( dim == ( component ( i )->dimension() ), "Component sizes do not match!" );
20        isnamed &= component(i)->isnamed() & component(i)->_rv().equal(rv_tmp);
21    }
22    if (isnamed)
23        epdf::set_rv ( rv_tmp);
24}
25
26
27
28vec emix_base::sample() const {
29    //Sample which component
30    vec cumDist = cumsum ( w );
31    double u0;
32#pragma omp critical
33    u0 = UniRNG.sample();
34
35    int i = 0;
36    while ( ( cumDist ( i ) < u0 ) && ( i < ( w.length() - 1 ) ) ) {
37        i++;
38    }
39
40    return component ( i )->sample();
41}
42
43vec emix_base::mean() const {
44    int i;
45    vec mu = zeros ( dim );
46    for ( i = 0; i < w.length(); i++ ) {
47        mu += w ( i ) * component ( i )->mean();
48    }
49    return mu;
50}
51
52vec emix_base::variance() const {
53    //non-central moment
54    vec mom2 = zeros ( dim );
55    vec mom1 = zeros ( dim );
56
57    for ( int i = 0; i < w.length(); i++ ) {
58        vec vi=component( i )->variance();
59        vec mi=component ( i )->mean();
60        mom2 += w ( i ) * ( vi + pow ( mi, 2 ) );
61        mom1 += w(i) * mi;
62    }
63    //central moment
64    return mom2 - pow ( mom1, 2 );
65}
66
67double emix_base::evallog ( const vec &val ) const {
68    int i;
69    double sum = 0.0;
70    for ( i = 0; i < w.length(); i++ ) {
71        sum += w ( i ) * exp ( component ( i )->evallog ( val ) );
72    }
73    if ( sum == 0.0 ) {
74        sum = std::numeric_limits<double>::epsilon();
75    }
76    double tmp = log ( sum );
77    bdm_assert_debug ( std::isfinite ( tmp ), "Infinite" );
78    return tmp;
79}
80
81vec emix_base::evallog_mat ( const mat &Val ) const {
82    vec x = zeros ( Val.cols() );
83    for ( int i = 0; i < w.length(); i++ ) {
84        x += w ( i ) * exp ( component( i )->evallog_mat ( Val ) );
85    }
86    return log ( x );
87};
88
89mat emix_base::evallog_coms ( const mat &Val ) const {
90    mat X ( w.length(), Val.cols() );
91    for ( int i = 0; i < w.length(); i++ ) {
92        X.set_row ( i, w ( i ) *exp ( component( i )->evallog_mat ( Val ) ) );
93    }
94    return X;
95}
96
97shared_ptr<epdf> emix_base::marginal ( const RV &rv ) const {
98    emix *tmp = new emix();
99    shared_ptr<epdf> narrow ( tmp );
100    marginal ( rv, *tmp );
101    return narrow;
102}
103
104void emix_base::marginal ( const RV &rv, emix &target ) const {
105    bdm_assert ( isnamed(), "rvs are not assigned" );
106
107    Array<shared_ptr<epdf> > Cn ( no_coms() );
108    for ( int i = 0; i < no_coms(); i++ ) {
109        Cn ( i ) = component ( i )->marginal ( rv );
110    }
111
112    target._w() = w;
113    target._Coms() = Cn;
114    target.validate();
115}
116
117shared_ptr<pdf> emix_base::condition ( const RV &rv ) const {
118    bdm_assert ( isnamed(), "rvs are not assigned" );
119    mratio *tmp = new mratio ( this, rv );
120    return shared_ptr<pdf> ( tmp );
121}
122
123void emix::from_setting ( const Setting &set ) {
124    emix_base::from_setting(set);
125    UI::get ( Coms, set, "pdfs", UI::compulsory );
126    UI::get ( w, set, "weights", UI::compulsory );
127}
128void emix::to_setting  (Setting  &set) const {
129    emix_base::to_setting(set);
130    UI::save(Coms, set, "pdfs");
131    UI::save( w, set, "weights");
132}
133
134
135void     emix::validate () {
136    emix_base::validate();
137    dim = Coms ( 0 )->dimension();
138}
139
140
141double mprod::evallogcond ( const vec &val, const vec &cond ) {
142    int i;
143    double res = 0.0;
144    for ( i = pdfs.length() - 1; i >= 0; i-- ) {
145        /*            if ( pdfs(i)->_rvc().count() >0) {
146                        pdfs ( i )->condition ( dls ( i )->get_cond ( val,cond ) );
147                    }
148                    // add logarithms
149                    res += epdfs ( i )->evallog ( dls ( i )->pushdown ( val ) );*/
150        res += pdfs ( i )->evallogcond (
151                   dls ( i )->pushdown ( val ),
152                   dls ( i )->get_cond ( val, cond )
153               );
154    }
155    return res;
156}
157
158vec mprod::evallogcond_mat ( const mat &Dt, const vec &cond ) {
159    vec tmp ( Dt.cols() );
160    for ( int i = 0; i < Dt.cols(); i++ ) {
161        tmp ( i ) = evallogcond ( Dt.get_col ( i ), cond );
162    }
163    return tmp;
164}
165
166vec mprod::evallogcond_mat ( const Array<vec> &Dt, const vec &cond ) {
167    vec tmp ( Dt.length() );
168    for ( int i = 0; i < Dt.length(); i++ ) {
169        tmp ( i ) = evallogcond ( Dt ( i ), cond );
170    }
171    return tmp;
172}
173
174void mprod::set_elements ( const Array<shared_ptr<pdf> > &mFacs ) {
175    pdfs = mFacs;
176    dls.set_size ( mFacs.length() );
177
178    rv = get_composite_rv ( pdfs, true );
179    dim = rv._dsize();
180
181    for ( int i = 0; i < pdfs.length(); i++ ) {
182        RV rvx = pdfs ( i )->_rvc().subt ( rv );
183        rvc.add ( rvx ); // add rv to common rvc
184    }
185    dimc = rvc._dsize();
186
187    // rv and rvc established = > we can link them with pdfs
188    for ( int i = 0; i < pdfs.length(); i++ ) {
189        dls ( i ) = new datalink_m2m;
190        dls ( i )->set_connection ( pdfs ( i )->_rv(), pdfs ( i )->_rvc(), _rv(), _rvc() );
191    }
192}
193
194void mprod::from_setting ( const Setting &set ) {
195    pdf::from_setting(set);
196    Array<shared_ptr<pdf> > temp_array;
197    UI::get ( temp_array, set, "pdfs", UI::compulsory );
198    set_elements ( temp_array );
199}
200void     mprod::to_setting  (Setting  &set) const {
201    pdf::to_setting(set);
202    UI::save( pdfs, set, "pdfs");
203}
204
205void mmix::validate()
206{   pdf::validate();
207    bdm_assert ( Coms.length() > 0, "There has to be at least one component." );
208
209    bdm_assert ( Coms.length() == w.length(), "It is obligatory to define weights of all the components." );
210
211    double sum_w = sum ( w );
212    bdm_assert ( sum_w != 0, "There has to be a component with non-zero weight." );
213    w = w / sum_w;
214
215
216    dim = Coms ( 0 )->dimension();
217    dimc = Coms ( 0 )->dimensionc();
218    RV rv_tmp = Coms ( 0 )->_rv();
219    RV rvc_tmp = Coms ( 0 )->_rvc();
220    bool isnamed = Coms ( 0 )->isnamed();
221    for ( int i = 1; i < Coms.length(); i++ ) {
222        bdm_assert ( dim == ( Coms ( i )->dimension() ), "Component sizes do not match!" );
223        bdm_assert ( dimc >= ( Coms ( i )->dimensionc() ), "Component sizes do not match!" );
224        isnamed &= Coms(i)->isnamed() & Coms(i)->_rv().equal(rv_tmp) & Coms(i)->_rvc().equal(rvc_tmp);
225    }
226    if (isnamed)
227    {
228        pdf::set_rv ( rv_tmp );
229        pdf::set_rvc ( rvc_tmp );
230    }
231}
232
233void mmix::from_setting ( const Setting &set ) {
234
235    pdf::from_setting(set);
236    UI::get ( Coms, set, "pdfs", UI::compulsory );
237
238    if ( !UI::get ( w, set, "weights", UI::optional ) ) {
239        int len = Coms.length();
240        w.set_length ( len );
241        w = 1.0 / len;
242    }
243}
244
245void     mmix::to_setting  (Setting  &set) const {
246    pdf::to_setting(set);
247    UI::save( Coms, set, "pdfs");
248    UI::save( w, set, "weights");
249}
250
251vec mmix::samplecond ( const vec &cond ) {
252    //Sample which component
253    vec cumDist = cumsum ( w );
254    double u0;
255#pragma omp critical
256    u0 = UniRNG.sample();
257
258    int i = 0;
259    while ( ( cumDist ( i ) < u0 ) && ( i < ( w.length() - 1 ) ) ) {
260        i++;
261    }
262
263    return Coms ( i )->samplecond ( cond );
264}
265
266vec eprod_base::mean() const {
267    vec tmp ( dim );
268    for ( int i = 0; i < no_factors(); i++ ) {
269        vec pom = factor( i )->mean();
270        dls ( i )->pushup ( tmp, pom );
271    }
272    return tmp;
273}
274
275vec eprod_base::variance() const {
276    vec tmp ( dim ); //second moment
277    for ( int i = 0; i < no_factors(); i++ ) {
278        vec pom = factor ( i )->variance();
279        dls ( i )->pushup ( tmp, pom ); //
280    }
281    return tmp;
282}
283vec eprod_base::sample() const {
284    vec tmp ( dim );
285    for ( int i = 0; i < no_factors(); i++ ) {
286        vec pom = factor ( i )->sample();
287        dls ( i )->pushup ( tmp, pom );
288    }
289    return tmp;
290}
291double eprod_base::evallog ( const vec &val ) const {
292    double tmp = 0;
293    for ( int i = 0; i < no_factors(); i++ ) {
294        tmp += factor ( i )->evallog ( dls ( i )->pushdown ( val ) );
295    }
296    //bdm_assert_debug ( std::isfinite ( tmp ), "Infinite" );
297    return tmp;
298}
299
300}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.