account for limits of thrust variable (Sona)
[u/mrichter/AliRoot.git] / PWG4 / JetTasks / AliAnalysisHelperJetTasks.cxx
1
2 #include "TROOT.h"
3 #include "TKey.h"
4 #include "TList.h"
5 #include "TSystem.h"
6 #include "TH1F.h"
7 #include "TProfile.h"
8 #include "THnSparse.h"
9 #include "TFile.h"
10 #include "TString.h"
11 #include "AliMCEvent.h"
12 #include "AliLog.h"
13 #include "AliAODJet.h"
14 #include "AliStack.h"
15 #include "AliGenEventHeader.h"
16 #include "AliGenCocktailEventHeader.h"
17 #include "AliGenPythiaEventHeader.h"
18 #include <fstream>
19 #include <iostream>
20 #include "AliAnalysisHelperJetTasks.h"
21 #include "TMatrixDSym.h"
22 #include "TMatrixDSymEigen.h"
23 #include "TVector.h"
24
25 ClassImp(AliAnalysisHelperJetTasks)
26
27
28
29  
30 AliGenPythiaEventHeader*  AliAnalysisHelperJetTasks::GetPythiaEventHeader(AliMCEvent *mcEvent){
31   
32   AliGenEventHeader* genHeader = mcEvent->GenEventHeader();
33   AliGenPythiaEventHeader* pythiaGenHeader = dynamic_cast<AliGenPythiaEventHeader*>(genHeader);
34   if(!pythiaGenHeader){
35     // cocktail ??
36     AliGenCocktailEventHeader* genCocktailHeader = dynamic_cast<AliGenCocktailEventHeader*>(genHeader);
37     
38     if (!genCocktailHeader) {
39       AliWarningGeneral(Form(" %s:%d",(char*)__FILE__,__LINE__),"Unknown header type (not Pythia or Cocktail)");
40       //      AliWarning(Form("%s %d: Unknown header type (not Pythia or Cocktail)",(char*)__FILE__,__LINE__));
41       return 0;
42     }
43     TList* headerList = genCocktailHeader->GetHeaders();
44     for (Int_t i=0; i<headerList->GetEntries(); i++) {
45       pythiaGenHeader = dynamic_cast<AliGenPythiaEventHeader*>(headerList->At(i));
46       if (pythiaGenHeader)
47         break;
48     }
49     if(!pythiaGenHeader){
50       AliWarningGeneral(Form(" %s:%d",(char*)__FILE__,__LINE__),"Pythia event header not found");
51       return 0;
52     }
53   }
54   return pythiaGenHeader;
55
56 }
57
58
59 void AliAnalysisHelperJetTasks::PrintStack(AliMCEvent *mcEvent,Int_t iFirst,Int_t iLast,Int_t iMaxPrint){
60
61   AliStack *stack = mcEvent->Stack();
62   if(!stack){
63     Printf("%s%d No Stack available",(char*)__FILE__,__LINE__);
64     return;
65   }
66
67   static Int_t iCount = 0;
68   if(iCount>iMaxPrint)return;
69   Int_t nStack = stack->GetNtrack();
70   if(iLast == 0)iLast = nStack;
71   else if(iLast > nStack)iLast = nStack;
72
73
74   Printf("####################################################################");
75   for(Int_t np = iFirst;np<iLast;++np){
76     TParticle *p = stack->Particle(np);
77     Printf("Nr.%d --- Status %d ---- Mother1 %d Mother2 %d Daughter1 %d Daughter2 %d ",
78            np,p->GetStatusCode(),p->GetMother(0),p->GetMother(1),p->GetDaughter(0),p->GetDaughter(1));
79     Printf("Eta %3.3f Phi %3.3f ",p->Eta(),p->Phi()); 
80     p->Print();    
81     Printf("---------------------------------------");
82   }
83   iCount++;
84 }
85
86
87
88
89 void AliAnalysisHelperJetTasks::GetClosestJets(AliAODJet *genJets,const Int_t &kGenJets,
90                                                AliAODJet *recJets,const Int_t &kRecJets,
91                                                Int_t *iGenIndex,Int_t *iRecIndex,
92                                                Int_t iDebug,Float_t maxDist){
93
94   //
95   // Relate the two input jet Arrays
96   //
97
98   //
99   // The association has to be unique
100   // So check in two directions
101   // find the closest rec to a gen
102   // and check if there is no other rec which is closer
103   // Caveat: Close low energy/split jets may disturb this correlation
104
105
106   // Idea: search in two directions generated e.g (a--e) and rec (1--3)
107   // Fill a matrix with Flags (1 for closest rec jet, 2 for closest rec jet
108   // in the end we have something like this
109   //    1   2   3
110   // ------------
111   // a| 3   2   0
112   // b| 0   1   0
113   // c| 0   0   3
114   // d| 0   0   1
115   // e| 0   0   1
116   // Topology
117   //   1     2
118   //     a         b        
119   //
120   //  d      c
121   //        3     e
122   // Only entries with "3" match from both sides
123
124   // In case we have more jets than kmaxjets only the 
125   // first kmaxjets are searched
126   // all other are -1
127   // use kMaxJets for a test not to fragemnt the memory...
128
129   for(int i = 0;i < kGenJets;++i)iGenIndex[i] = -1;
130   for(int j = 0;j < kRecJets;++j)iRecIndex[j] = -1;
131
132
133   
134   const int kMode = 3;
135
136   const Int_t nGenJets = TMath::Min(kMaxJets,kGenJets);
137   const Int_t nRecJets = TMath::Min(kMaxJets,kRecJets);
138
139   if(nRecJets==0||nGenJets==0)return;
140
141   // UShort_t *iFlag = new UShort_t[nGenJets*nRecJets];
142   UShort_t iFlag[kMaxJets*kMaxJets];
143   for(int i = 0;i < nGenJets;++i){
144     for(int j = 0;j < nRecJets;++j){
145       iFlag[i*nGenJets+j] = 0;
146     }
147   }
148
149
150
151   // find the closest distance to the generated
152   for(int ig = 0;ig<nGenJets;++ig){
153     Float_t dist = maxDist;
154     if(iDebug>1)Printf("Gen (%d) p_T %3.3f eta %3.3f ph %3.3f ",ig,genJets[ig].Pt(),genJets[ig].Eta(),genJets[ig].Phi());
155     for(int ir = 0;ir<nRecJets;++ir){
156       Double_t dR = genJets[ig].DeltaR(&recJets[ir]);
157       if(iDebug>1)Printf("Rec (%d) p_T %3.3f eta %3.3f ph %3.3f ",ir,recJets[ir].Pt(),recJets[ir].Eta(),recJets[ir].Phi());
158       if(iDebug>1)Printf("Distance (%d)--(%d) %3.3f ",ig,ir,dR);
159       if(dR<dist){
160         iRecIndex[ig] = ir;
161         dist = dR;
162       } 
163     }
164     if(iRecIndex[ig]>=0)iFlag[ig*nGenJets+iRecIndex[ig]]+=1;
165     // reset...
166     iRecIndex[ig] = -1;
167   }
168   // other way around
169   for(int ir = 0;ir<nRecJets;++ir){
170     Float_t dist = maxDist;
171     for(int ig = 0;ig<nGenJets;++ig){
172       Double_t dR = genJets[ig].DeltaR(&recJets[ir]);
173       if(dR<dist){
174         iGenIndex[ir] = ig;
175         dist = dR;
176       } 
177     }
178     if(iGenIndex[ir]>=0)iFlag[iGenIndex[ir]*nGenJets+ir]+=2;
179     // reset...
180     iGenIndex[ir] = -1;
181   }
182
183   // check for "true" correlations
184
185   if(iDebug>1)Printf(">>>>>> Matrix");
186
187   for(int ig = 0;ig<nGenJets;++ig){
188     for(int ir = 0;ir<nRecJets;++ir){
189       // Print
190       if(iDebug>1)printf("Flag[%d][%d] %d ",ig,ir,iFlag[ig*nGenJets+ir]);
191
192       if(kMode==3){
193         // we have a uniqie correlation
194         if(iFlag[ig*nGenJets+ir]==3){
195           iGenIndex[ir] = ig;
196           iRecIndex[ig] = ir;
197         }
198       }
199       else{
200         // we just take the correlation from on side
201         if((iFlag[ig*nGenJets+ir]&2)==2){
202           iGenIndex[ir] = ig;
203         }
204         if((iFlag[ig*nGenJets+ir]&1)==1){
205           iRecIndex[ig] = ir;
206         }
207       }
208     }
209     if(iDebug>1)printf("\n");
210   }
211 }
212
213
214
215 void  AliAnalysisHelperJetTasks::MergeOutput(char* cFiles, char* cList){
216
217   // This is used to merge the analysis-output from different 
218   // data samples/pt_hard bins
219   // in case the eventweigth was set to xsection/ntrials already, this
220   // is not needed. Both methods only work in case we do not mix different 
221   // pt_hard bins, and do not have overlapping bins
222
223   const Int_t nMaxBins = 12;
224   // LHC08q jetjet100: Mean = 1.42483e-03, RMS = 6.642e-05
225   // LHC08r jetjet50: Mean = 2.44068e-02, RMS = 1.144e-03
226   // LHC08v jetjet15-50: Mean = 2.168291 , RMS = 7.119e-02
227   // const Float_t xsection[nBins] = {2.168291,2.44068e-02};
228
229   Float_t xsection[nMaxBins];
230   Float_t nTrials[nMaxBins];
231   Float_t sf[nMaxBins];
232   TList *lIn[nMaxBins];
233   TFile *fIn[nMaxBins];
234
235   ifstream in1;
236   in1.open(cFiles);
237
238   char cFile[120];
239   Int_t ibTotal = 0;
240   while(in1>>cFile){
241     fIn[ibTotal] = TFile::Open(cFile);
242     lIn[ibTotal] = (TList*)fIn[ibTotal]->Get(cList);
243     Printf("Merging file %s",cFile);
244     if(!lIn[ibTotal]){
245       Printf("%s:%d No list %s found, exiting...",__FILE__,__LINE__,cList);
246       fIn[ibTotal]->ls();
247       return;
248     }
249     TH1* hTrials = (TH1F*)lIn[ibTotal]->FindObject("fh1Trials");
250     if(!hTrials){
251       Printf("%s:%d fh1PtHard_Trials not found in list, exiting...",__FILE__,__LINE__);
252       return;
253     }
254     TProfile* hXsec = (TProfile*)lIn[ibTotal]->FindObject("fh1Xsec");
255     if(!hXsec){
256       Printf("%s:%d fh1Xsec  not found in list, exiting...",__FILE__,__LINE__);
257       return;
258     }
259     xsection[ibTotal] = hXsec->GetBinContent(1);
260     nTrials[ibTotal] = hTrials->Integral();
261     sf[ibTotal] = xsection[ibTotal]/ nTrials[ibTotal];
262     ibTotal++;
263   }
264
265   if(ibTotal==0){
266     Printf("%s:%d No files found for mergin, exiting",__FILE__,__LINE__);
267     return;
268   }
269
270   TFile *fOut = new TFile("allpt.root","RECREATE");
271   TList *lOut = new TList();
272   lOut->SetName(lIn[0]->GetName());
273   // for the start scale all...
274   for(int ie = 0; ie < lIn[0]->GetEntries();++ie){
275     TH1 *h1Add = 0;
276     THnSparse *hnAdd = 0;
277     for(int ib = 0;ib < ibTotal;++ib){
278       // dynamic cast does not work with cint
279       TObject *h = lIn[ib]->At(ie);
280       if(h->InheritsFrom("TH1")){
281         TH1 *h1 = (TH1*)h;
282         if(ib==0){
283           h1Add = (TH1*)h1->Clone(h1->GetName());
284           h1Add->Scale(sf[ib]);
285         }
286         else{
287           h1Add->Add(h1,sf[ib]);
288         }
289       }
290       else if(h->InheritsFrom("THnSparse")){
291         THnSparse *hn = (THnSparse*)h;
292         if(ib==0){
293           hnAdd = (THnSparse*)hn->Clone(hn->GetName());
294           hnAdd->Scale(sf[ib]);
295         }
296         else{
297           hnAdd->Add(hn,sf[ib]);
298         }
299       }
300       
301
302     }// ib
303     if(h1Add)lOut->Add(h1Add);
304     else if(hnAdd)lOut->Add(hnAdd);
305   }
306   fOut->cd();
307   lOut->Write(lOut->GetName(),TObject::kSingleKey);
308   fOut->Close();
309 }
310
311 Bool_t AliAnalysisHelperJetTasks::PythiaInfoFromFile(const char* currFile,Float_t &fXsec,Float_t &fTrials){
312   //
313   // get the cross section and the trails either from pyxsec.root or from pysec_hists.root
314   // This is to called in Notify and should provide the path to the AOD/ESD file
315
316   TString file(currFile);  
317   fXsec = 0;
318   fTrials = 1;
319
320   if(file.Contains("root_archive.zip#")){
321     Ssiz_t pos1 = file.Index("root_archive",12,TString::kExact);
322     Ssiz_t pos = file.Index("#",1,pos1,TString::kExact);
323     file.Replace(pos+1,20,"");
324   }
325   else {
326     // not an archive take the basename....
327     file.ReplaceAll(gSystem->BaseName(file.Data()),"");
328   }
329   Printf("%s",file.Data());
330   
331  
332    
333
334   TFile *fxsec = TFile::Open(Form("%s%s",file.Data(),"pyxsec.root")); // problem that we cannot really test the existance of a file in a archive so we have to lvie with open error message from root
335   if(!fxsec){
336     // next trial fetch the histgram file
337     fxsec = TFile::Open(Form("%s%s",file.Data(),"pyxsec_hists.root"));
338     if(!fxsec){
339         // not a severe condition but inciate that we have no information
340       return kFALSE;
341     }
342     else{
343       // find the tlist we want to be independtent of the name so use the Tkey
344       TKey* key = (TKey*)fxsec->GetListOfKeys()->At(0); 
345       if(!key){
346         fxsec->Close();
347         return kFALSE;
348       }
349       TList *list = dynamic_cast<TList*>(key->ReadObj());
350       if(!list){
351         fxsec->Close();
352         return kFALSE;
353       }
354       fXsec = ((TProfile*)list->FindObject("h1Xsec"))->GetBinContent(1);
355       fTrials  = ((TH1F*)list->FindObject("h1Trials"))->GetBinContent(1);
356       fxsec->Close();
357     }
358   } // no tree pyxsec.root
359   else {
360     TTree *xtree = (TTree*)fxsec->Get("Xsection");
361     if(!xtree){
362       fxsec->Close();
363       return kFALSE;
364     }
365     UInt_t   ntrials  = 0;
366     Double_t  xsection  = 0;
367     xtree->SetBranchAddress("xsection",&xsection);
368     xtree->SetBranchAddress("ntrials",&ntrials);
369     xtree->GetEntry(0);
370     fTrials = ntrials;
371     fXsec = xsection;
372     fxsec->Close();
373   }
374   return kTRUE;
375 }
376
377 //___________________________________________________________________________________________________________
378
379 Bool_t AliAnalysisHelperJetTasks::GetEventShapes(TVector3 &n01, TVector3 * pTrack, Int_t nTracks, Double_t * eventShapes)
380 {       
381   // ***
382   // Event shape calculation
383   // sona.pochybova@cern.ch
384
385   const Int_t kTracks = 1000;
386   if(nTracks>kTracks)return kFALSE;
387
388   //variables for thrust calculation
389   TVector3 pTrackPerp[kTracks];
390   Double_t psum2 = 0;
391
392   TVector3 psum;
393   TVector3 psum02;
394   TVector3 psum03;
395
396   Double_t psum1 = 0;
397   Double_t psum102 = 0;
398   Double_t psum103 = 0;
399
400   Double_t thrust[kTracks];
401   Double_t th = -3;
402   Double_t thrust02[kTracks];
403   Double_t th02 = -4;
404   Double_t thrust03[kTracks];
405   Double_t th03 = -5;
406
407   //Sphericity calculation variables
408   TMatrixDSym m(3);
409   Double_t s00 = 0;
410   Double_t s01 = 0;
411   Double_t s02 = 0;
412   
413   Double_t s10 = 0;
414   Double_t s11 = 0;
415   Double_t s12 = 0;
416   
417   Double_t s20 = 0;
418   Double_t s21 = 0;
419   Double_t s22 = 0;
420   
421   Double_t ptot = 0;
422   
423   Double_t c = -10;
424
425 //
426 //loop for thrust calculation  
427 //
428     
429   for(Int_t i = 0; i < nTracks; i++)
430     {
431       pTrackPerp[i].SetXYZ(pTrack[i].X(), pTrack[i].Y(), 0);
432       psum2 += pTrackPerp[i].Mag();
433     }
434
435   //additional starting axis    
436   TVector3 n02;
437   n02 = pTrack[1].Unit();
438   n02.SetZ(0.);   
439   TVector3 n03;
440   n03 = pTrack[2].Unit();
441   n03.SetZ(0.);
442
443   //switches for calculating thrust for different starting points
444   Int_t switch1 = 1;
445   Int_t switch2 = 1;
446   Int_t switch3 = 1;
447
448   //indexes for iteration of different starting points
449   Int_t l1 = 0;
450   Int_t l2 = 0;
451   Int_t l3 = 0;
452
453   //maximal number of iterations
454   //  Int_t nMaxIter = 100;
455  
456   for(Int_t k = 0; k < nTracks; k++)
457     {  
458       
459       if(switch1 == 1){
460         psum.SetXYZ(0., 0., 0.);
461         psum1 = 0;
462         for(Int_t i = 0; i < nTracks; i++)
463           {
464             psum1 += (TMath::Abs(n01.Dot(pTrackPerp[i])));
465             if (n01.Dot(pTrackPerp[i]) > 0) psum += pTrackPerp[i];
466             if (n01.Dot(pTrackPerp[i]) < 0) psum -= pTrackPerp[i];
467           }
468         thrust[l1] = psum1/psum2;
469       }
470
471       if(switch2 == 1){
472         psum02.SetXYZ(0., 0., 0.);
473         psum102 = 0;
474         for(Int_t i = 0; i < nTracks; i++)
475           {
476             psum102 += (TMath::Abs(n02.Dot(pTrackPerp[i])));
477             if (n02.Dot(pTrackPerp[i]) > 0) psum02 += pTrackPerp[i];
478             if (n02.Dot(pTrackPerp[i]) < 0) psum02 -= pTrackPerp[i];
479           }
480         thrust02[l2] = psum102/psum2;
481       }
482       
483       if(switch3 == 1){
484         psum03.SetXYZ(0., 0., 0.);
485         psum103 = 0;
486         for(Int_t i = 0; i < nTracks; i++)
487           {
488             psum103 += (TMath::Abs(n03.Dot(pTrackPerp[i])));
489             if (n03.Dot(pTrackPerp[i]) > 0) psum03 += pTrackPerp[i];
490             if (n03.Dot(pTrackPerp[i]) < 0) psum03 -= pTrackPerp[i];
491           }
492         thrust03[l3] = psum103/psum2;
493       }
494
495       //check whether thrust value converged    
496       if(TMath::Abs(th-thrust[l1]) < 10e-7){
497         switch1 = 0;
498       }
499       
500       if(TMath::Abs(th02-thrust02[l2]) < 10e-7){
501         switch2 = 0;
502       }
503
504       if(TMath::Abs(th03-thrust03[l3]) < 10e-7){
505         switch3 = 0;
506       }
507
508       //if it didn't, continue with the calculation
509       if(switch1 == 1){
510         th = thrust[l1]; 
511         n01 = psum.Unit();
512         l1++;
513       }
514
515       if(switch2 == 1){
516         th02 = thrust02[l2];
517         n02 = psum02.Unit();
518         l2++;
519       }
520
521       if(switch3 == 1){
522         th03 = thrust03[l3];
523         n03 = psum03.Unit();
524         l3++;
525       }
526
527       //if thrust values for all starting direction converged check if to the same value
528       if(switch2 == 0 && switch1 == 0 && switch3 == 0){
529         if(TMath::Abs(th-th02) < 10e-7 && TMath::Abs(th-th03) < 10e-7 && TMath::Abs(th02-th03) < 10e-7){
530           eventShapes[0] = th;
531           Printf("===== THRUST VALUE FOUND AT %d :: %f\n", k, th);
532           break;
533         }
534         //if they did not, reset switches
535         else{
536           switch1 = 1;
537           //      th = -1.;
538           switch2 = 1;
539           //      th02 = -2.;
540           switch3 = 1;
541           //      th03 = -4.;
542         }
543       }
544
545       //      Printf("========== %d +++ th :: %f=============\n", l1, th);
546       //      Printf("========== %d +++ th2 :: %f=============\n", l2, th02);
547       //      Printf("========== %d +++ th3 :: %f=============\n", l3, th03);
548       
549     }
550
551   //if no common limitng value was found, take the maximum and take the corresponding thrust axis
552   if(switch1 == 1 && switch2 == 1 && switch3 == 1){
553     eventShapes[0] = TMath::Max(thrust[l1-1], thrust02[l2-1]);
554     eventShapes[0] = TMath::Max(eventShapes[0], thrust03[l3-1]);
555     if(TMath::Abs(eventShapes[0]-thrust[l1-1]) < 10e-7)
556       n01 = n01;
557     if(TMath::Abs(eventShapes[0]-thrust02[l2-1]) < 10e-7)
558       n01 = n02;
559     if(TMath::Abs(eventShapes[0]-thrust03[l3-1]) < 10e-7)
560       n01 = n03;
561     Printf("NO LIMITING VALUE FOUND :: MAXIMUM = %f\n", eventShapes[0]);
562   }
563
564 //
565 //other event shapes variables
566 //
567   for(Int_t j = 0; j < nTracks; j++)
568     {  
569       s00 = s00 + (pTrack[j].Px()*pTrack[j].Px())/pTrack[j].Mag();
570       s01 = s01 + (pTrack[j].Px()*pTrack[j].Py())/pTrack[j].Mag();
571       s02 = s02 + (pTrack[j].Px()*pTrack[j].Pz())/pTrack[j].Mag();
572       
573       s10 = s10 + (pTrack[j].Py()*pTrack[j].Px())/pTrack[j].Mag();
574       s11 = s11 + (pTrack[j].Py()*pTrack[j].Py())/pTrack[j].Mag();
575       s12 = s12 + (pTrack[j].Py()*pTrack[j].Pz())/pTrack[j].Mag();
576       
577       s20 = s20 + (pTrack[j].Pz()*pTrack[j].Px())/pTrack[j].Mag();
578       s21 = s21 + (pTrack[j].Pz()*pTrack[j].Py())/pTrack[j].Mag();
579       s22 = s22 + (pTrack[j].Pz()*pTrack[j].Pz())/pTrack[j].Mag();
580       
581       ptot += pTrack[j].Mag();
582     }
583
584   if(ptot > 0.)
585     {
586       m(0,0) = s00/ptot;
587       m(0,1) = s01/ptot;
588       m(0,2) = s02/ptot;
589
590       m(1,0) = s10/ptot;
591       m(1,1) = s11/ptot;
592       m(1,2) = s12/ptot;
593
594       m(2,0) = s20/ptot;
595       m(2,1) = s21/ptot;
596       m(2,2) = s22/ptot;
597
598       TMatrixDSymEigen eigen(m);
599       TVectorD eigenVal = eigen.GetEigenValues();
600
601       Double_t sphericity = (3/2)*(eigenVal(2)+eigenVal(1));
602       eventShapes[1] = sphericity;
603
604       Double_t aplanarity = (3/2)*(eigenVal(2));
605       eventShapes[2] = aplanarity;
606
607       c = 3*(eigenVal(0)*eigenVal(1)+eigenVal(0)*eigenVal(2)+eigenVal(1)*eigenVal(2));
608       eventShapes[3] = c;
609     }
610   return kTRUE;
611 }
612   
613
614
615  //__________________________________________________________________________________________________________________________