STAT/TKDInterpolator.h

   1 #ifndef ROOT_TKDInterpolator
   2 #define ROOT_TKDInterpolator
   3
   4 #ifndef ROOT_TKDTree
   5 #include "TKDTree.h"
   6 #endif
   7
   8 // Non parametric interpolation class based on local polinomial regression.
   9 // The class can be used to approximate PDF together with TKDTree or for
  10 // general regression when the data points are given.
  11
  12 template <typename Value> class TVectorT;
  13 typedef struct TVectorT<Double_t> TVectorD;
  14 template <typename Value> class TMatrixT;
  15 typedef class TMatrixT<Double_t> TMatrixD;
  16 template <typename Index, typename Value> class TKDTree;
  17 typedef class TKDTree<Int_t, Float_t> TKDTreeIF;
  18 class TTree;
  19 class TLinearFitter;
  20 class TKDInterpolator : public TKDTreeIF
  21 {
  22 public:
  23         TKDInterpolator();
  24         TKDInterpolator(TTree *t, const Char_t *var, const Char_t *cut = 0, UInt_t bsize = 100, Long64_t nentries = 1000000000, Long64_t firstentry = 0);
  25         TKDInterpolator(Int_t npoints, Int_t ndim, UInt_t bsize, Float_t **data);
  26         ~TKDInterpolator();
  27
  28                 Double_t   Eval(const Double_t *point, Double_t &result, Double_t &error, Bool_t force = kFALSE);
  29                                         Float_t    GetAlpha() const {return fAlpha;}
  30         inline Bool_t     GetCOGPoint(Int_t node, Float_t *coord, Float_t &val, Float_t &error) const;
  31         inline Bool_t     GetDataPoint(Int_t n, Float_t *p) const;
  32                 TKDTreeIF* GetHelper() {return fKDhelper;}
  33                 Bool_t     GetInterpolationMethod() const {return fStatus&1;}
  34                 Int_t      GetNTNodes() const {return fNTNodes;}
  35                 Bool_t     GetStore() const {return fStatus&2;}
  36                 Bool_t     GetWeights() const {return fStatus&4;}
  37
  38                                         void       DrawNodes(UInt_t ax1 = 0, UInt_t ax2 = 1, Int_t depth = -1);
  39                 void       DrawNode(Int_t tnode, UInt_t ax1 = 0, UInt_t ax2 = 1);
  40                 void       GetStatus();
  41                                         void       SetAlpha(const Float_t a){if(a>0.) fAlpha = a;}
  42                 void       SetInterpolationMethod(const Bool_t on = kTRUE);
  43                 void       SetStore(const Bool_t on = kTRUE);
  44                 void       SetWeights(const Bool_t on = kTRUE);
  45
  46 private:
  47         TKDInterpolator(const TKDInterpolator &);
  48         TKDInterpolator& operator=(const TKDInterpolator &);
  49                 void       Build();
  50
  51 public:
  52         class TKDNodeInfo
  53         {
  54         public:
  55                 TKDNodeInfo(const Int_t ndim = 0);
  56                 virtual  ~TKDNodeInfo();
  57                 void      Build(const Int_t ndim);
  58           Double_t  CookPDF(const Double_t *point, Double_t &result, Double_t &error);
  59                 void      Store(const TVectorD &par, const TMatrixD &cov);
  60
  61                 Int_t     fNDim;         // data dimension
  62                 Float_t   *fRefPoint;    //[fNDim] node's COG
  63                 Float_t   fRefValue;     // measured value for node
  64                 TMatrixD  *fCov;         // interpolator covariance matrix
  65                 TVectorD  *fPar;         // interpolator parameters
  66
  67         private:
  68                 TKDNodeInfo(const TKDNodeInfo &);
  69                 TKDNodeInfo& operator=(const TKDNodeInfo &);
  70
  71                 ClassDef(TKDNodeInfo, 1) // node info for interpolator
  72         };
  73
  74 protected:
  75         Int_t     fNTNodes;        //Number of evaluation data points
  76         TKDNodeInfo *fTNodes;      //[fNTNodes] interpolation node
  77
  78 private:
  79         UChar_t   fStatus;         // status of the interpolator
  80         UChar_t   fLambda;         // number of parameters in polynom
  81         Short_t         fDepth;          //! depth of the KD Tree structure used
  82         Float_t   fAlpha;          // alpha parameter
  83         Float_t   **fRefPoints;    //! temporary storage of COG data
  84         Double_t        *fBuffer;        //! working space [2*fLambda]
  85         TKDTreeIF *fKDhelper;      //! kNN finder
  86         TLinearFitter *fFitter;    //! linear fitter
  87
  88         ClassDef(TKDInterpolator, 1)   // data interpolator based on KD tree
  89 };
  90
  91 //__________________________________________________________________
  92 Bool_t  TKDInterpolator::GetCOGPoint(Int_t node, Float_t *coord, Float_t &val, Float_t &err) const
  93 {
  94         if(node < 0 || node > fNTNodes) return kFALSE;
  95
  96         for(int idim=0; idim<fNDim; idim++) coord[idim] = fTNodes[node].fRefPoint[idim];
  97         val = fTNodes[node].fRefValue;
  98         err = fTNodes[node].fRefValue/TMath::Sqrt(fBucketSize);
  99         return kTRUE;
 100 }
 101
 102 //__________________________________________________________________
 103 Bool_t  TKDInterpolator::GetDataPoint(Int_t n, Float_t *p) const
 104 {
 105         if(n < 0 || n >= fNpoints) return kFALSE;
 106         if(!fData) return kFALSE;
 107
 108         for(int i=0; i<fNDim; i++) p[i] = fData[i][n];
 109         return kTRUE;
 110 }
 111
 112
 113 #endif
 114