Add the cluster map info in pid container class
[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / AliITSdEdxSamples.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 2009-2012, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15 /* $Id$ */
16
17
18
19 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
20 //                                                               //
21 // Class to store information for PID with ITS                   //
22 // and truncated mean computation methods                        //
23 // Origin: F.Prino, Torino, prino@to.infn.it                     //
24 //                                                               //
25 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
26
27 #include "AliITSPidParams.h"
28 #include "AliITSdEdxSamples.h"
29 #include "AliLog.h"
30 #include <TMath.h>
31
32 ClassImp(AliITSdEdxSamples)
33
34 //______________________________________________________________________
35 AliITSdEdxSamples::AliITSdEdxSamples():TObject(),
36   fNSamples(0),
37   fClusterMap(0),
38   fP(0.),
39   fParticleSpecie(0),
40   fLayersForPid(0xFFFF)
41 {
42   // Default constructor
43   for(Int_t i=0; i<kMaxSamples; i++){
44     fdESamples[i]=0.;
45     fdxSamples[i]=0.;
46     fPAtSample[i]=0.;
47   }
48 }
49
50 //______________________________________________________________________
51 AliITSdEdxSamples::AliITSdEdxSamples(Int_t nSamples, Double_t* esamples, Double_t* xsamples, Double_t mom, Int_t specie) :
52   TObject(),
53   fNSamples(nSamples),
54   fClusterMap(0),
55   fP(mom),
56   fParticleSpecie(specie),
57   fLayersForPid(0xFFFF)
58 {
59   // Standard constructor
60   SetdESamples(nSamples,esamples);
61   SetdxSamples(nSamples,xsamples);
62   SetClusterMapFromdE();
63 }
64
65 //______________________________________________________________________
66 AliITSdEdxSamples::AliITSdEdxSamples(const AliITSdEdxSamples& source) :
67   TObject(),
68   fNSamples(source.fNSamples),
69   fClusterMap(source.fClusterMap),
70   fP(source.fP),
71   fParticleSpecie(source.fParticleSpecie),
72   fLayersForPid(source.fLayersForPid)
73 {
74   // Copy constructor
75   for(Int_t i=0; i<kMaxSamples; i++){
76     fdESamples[i]=source.GetdESample(i);
77     fdxSamples[i]=source.GetdxSample(i);
78     fPAtSample[i]=source.GetMomentumAtSample(i);
79   }
80 }
81 //______________________________________________________________________
82 void AliITSdEdxSamples::SetdESamples(Int_t nSamples, Double_t* samples){
83   // Set the samples
84
85   if(nSamples>kMaxSamples){
86     AliWarning(Form("Too many dE samples,only first %d will be used",kMaxSamples));    
87     fNSamples=kMaxSamples;
88   }else{
89     fNSamples=nSamples;
90   }
91   for(Int_t i=0; i<fNSamples; i++) fdESamples[i]=samples[i];
92   for(Int_t i=fNSamples; i<kMaxSamples; i++) fdESamples[i]=0.;
93   return;
94 }
95 //______________________________________________________________________
96 void AliITSdEdxSamples::SetdxSamples(Int_t nSamples, Double_t* samples){
97   // Set the samples
98
99   if(nSamples>kMaxSamples){
100     AliWarning(Form("Too many dx samples,only first %d will be used",kMaxSamples))
101     fNSamples=kMaxSamples;
102   }else{
103     fNSamples=nSamples;
104   }
105   for(Int_t i=0; i<fNSamples; i++) fdxSamples[i]=samples[i];
106   for(Int_t i=fNSamples; i<kMaxSamples; i++) fdxSamples[i]=0.;
107   return;
108 }
109
110 //______________________________________________________________________
111 void AliITSdEdxSamples::SetSamplesAndMomenta(Int_t nSamples, Double_t* esamples, Double_t* xsamples, Double_t* mom){
112   // Set the samples
113   SetdESamples(nSamples,esamples);
114   SetdxSamples(nSamples,xsamples);
115   for(Int_t i=0; i<fNSamples; i++) fPAtSample[i]=mom[i];
116   for(Int_t i=fNSamples; i<kMaxSamples; i++) fPAtSample[i]=0.;
117   return;
118 }
119 //______________________________________________________________________
120 void AliITSdEdxSamples::SetLayerSample(Int_t iLayer, Bool_t haspoint, Double_t dE, Double_t dx, Double_t p){
121   // set info from single layer
122   if(haspoint){
123     SetPointOnLayer(iLayer);
124     fdESamples[iLayer]=dE; 
125     fdxSamples[iLayer]=dx; 
126     fPAtSample[iLayer]=p;
127   }else{
128     if(HasPointOnLayer(iLayer)) fClusterMap-=(1<<iLayer);
129     fdESamples[iLayer]=0.; 
130     fdxSamples[iLayer]=0.; 
131     fPAtSample[iLayer]=0.;
132        
133   }
134 }
135 //______________________________________________________________________
136 Double_t AliITSdEdxSamples::GetTruncatedMean(Double_t frac, Double_t mindedx) const {
137   // compute truncated mean 
138
139   Int_t nc=0;
140   Double_t dedx[kMaxSamples];
141   for (Int_t il=0; il<fNSamples; il++) { // count good (>0) dE/dx values
142     Double_t dedxsamp=GetdEdxSample(il);
143     if(HasPointOnLayer(il) && UseLayerForPid(il) && dedxsamp>mindedx){
144       dedx[nc]= dedxsamp;
145       nc++;
146     }    
147   }
148   if(nc<1) return 0.;
149
150   Int_t swap; // sort in ascending order
151   do {
152     swap=0;
153     for (Int_t i=0; i<nc-1; i++) {
154       if (dedx[i]<=dedx[i+1]) continue;
155       Double_t tmp=dedx[i];
156       dedx[i]=dedx[i+1]; 
157       dedx[i+1]=tmp;
158       swap++;
159     }
160   } while (swap);
161
162   Double_t sumamp=0,sumweight=0;
163   Double_t weight[kMaxSamples];
164   for(Int_t iw=0; iw<kMaxSamples; iw++) weight[iw]=0.;
165   Int_t lastUsed=(Int_t)(frac*nc+0.00001);
166   if(lastUsed==0) lastUsed=1;
167   if(lastUsed>kMaxSamples) lastUsed=kMaxSamples;
168   for(Int_t iw=0; iw<lastUsed; iw++) weight[iw]=1.;
169   if((frac*nc-lastUsed)>0.4 && lastUsed<kMaxSamples) weight[lastUsed]=0.5;
170   for (Int_t i=0; i<nc; i++) {
171     // AliDebug(5,Form("dE/dx %f   weight %f",dedx[i],weight[i]));
172     sumamp+= dedx[i]*weight[i];
173     sumweight+=weight[i];
174   }
175   if(sumweight>0.) return sumamp/sumweight;
176   else return 0.;
177
178 }
179 //______________________________________________________________________
180 Double_t AliITSdEdxSamples::GetWeightedMean(Double_t mindedx) const {
181   // compute generalized mean with k=-2 (used by CMS)
182   Int_t nc=0;
183   Double_t dedx[kMaxSamples];
184   for (Int_t il=0; il<fNSamples; il++) { // count good (>0) dE/dx values
185     Double_t dedxsamp=GetdEdxSample(il);
186     if(HasPointOnLayer(il) && UseLayerForPid(il) && dedxsamp>mindedx){
187       dedx[nc]= dedxsamp;
188       nc++;      
189     }
190   }
191   if(nc<1) return 0.;
192
193   Double_t weiSum = 0.;
194   for (Int_t i=0; i<nc; i++) {
195     weiSum+=TMath::Power(dedx[i],-2);
196   }
197   Double_t wMean=0.;
198   if(weiSum>0.) wMean= TMath::Power(weiSum/nc,-0.5);
199   return wMean;
200
201 }
202 //______________________________________________________________________
203 void  AliITSdEdxSamples::GetConditionalProbabilities(AliITSPidParams* pars, Double_t condprob[AliPID::kSPECIES], Double_t mindedx) const {
204   // compute conditional probablilities
205   const Int_t nPart = 3;
206   Double_t itsProb[nPart] = {1,1,1}; // p, K, pi
207
208   for(Int_t iS=0; iS<fNSamples; iS++){
209     if(!HasPointOnLayer(iS)) continue;
210     if(!UseLayerForPid(iS)) continue;
211     Int_t iLayer=iS+3; // to match with present ITS
212     if(iLayer>6) iLayer=6; // all extra points are treated as SSD
213     Float_t dedx = GetdEdxSample(iS);
214     if(dedx<mindedx) continue;
215     Float_t layProb = pars->GetLandauGausNorm(dedx,AliPID::kProton,fP,iLayer);
216     itsProb[0] *= layProb;
217
218     layProb = pars->GetLandauGausNorm(dedx,AliPID::kKaon,fP,iLayer);
219     if (fP < 0.16) layProb=0.00001;
220     itsProb[1] *= layProb;
221     
222     layProb = pars->GetLandauGausNorm(dedx,AliPID::kPion,fP,iLayer);
223     itsProb[2] *= layProb;
224   }
225
226   // Normalise probabilities
227   Double_t sumProb = 0;
228   for (Int_t iPart = 0; iPart < nPart; iPart++) {
229     sumProb += itsProb[iPart];
230   }
231   sumProb += 2*itsProb[2]; // muon and electron cannot be distinguished from pions
232
233   for (Int_t iPart = 0; iPart < nPart; iPart++) {
234     itsProb[iPart]/=sumProb;
235   }
236   
237   condprob[AliPID::kElectron] = itsProb[2];
238   condprob[AliPID::kMuon] = itsProb[2];
239   condprob[AliPID::kPion] = itsProb[2];
240   condprob[AliPID::kKaon] = itsProb[1];
241   condprob[AliPID::kProton] = itsProb[0];
242   return;
243
244 }
245 //______________________________________________________________________
246 void  AliITSdEdxSamples::PrintAll() const{
247   // print all the infos
248   printf("Particle %d momentum %f GeV/c, number of points %d\n",
249          GetParticleSpecieMC(),
250          fP,
251          GetNumberOfEffectiveSamples());
252   for(Int_t iLay=0; iLay<fNSamples; iLay++){
253     printf("   Layer %d   Point %d   dE %f keV  dx %f cm  mom %f GeV/c\n",iLay,
254            HasPointOnLayer(iLay),
255            GetdESample(iLay),
256            GetdxSample(iLay),
257            GetMomentumAtSample(iLay));
258   }
259
260   printf("Layers used for PID:\n");
261   printf("Layer ");
262   for(Int_t iLay=0; iLay<fNSamples; iLay++){
263     printf("%d ",iLay);
264   }
265   printf("\n");
266   
267   printf("Use   ");
268   for(Int_t iLay=0; iLay<fNSamples; iLay++){
269     printf("%d ",UseLayerForPid(iLay));
270   }
271   printf("\n");
272   printf("Truncated mean = %f\n",GetTruncatedMean());
273 }
274 //______________________________________________________________________
275 void  AliITSdEdxSamples::PrintClusterMap() const{
276   // print the cluster map
277
278   printf("Layer ");
279   for(Int_t iLay=0; iLay<fNSamples; iLay++){
280     printf("%d ",iLay);
281   }
282   printf("\n");
283   
284   printf("Point ");
285   for(Int_t iLay=0; iLay<fNSamples; iLay++){
286     printf("%d ",HasPointOnLayer(iLay));
287   }
288   printf("\n");
289 }