b8cb2781af6d5c8ca7cac7d0f603b8f243a28f48
[u/mrichter/AliRoot.git] / PWGDQ / dielectron / AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-2009, 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 #include <TVirtualFitter.h>
16 #include <TFitter.h>
17 #include <TMinuit.h>
18 #include <TStopwatch.h>
19 #include <TCanvas.h>
20 #include "AliLog.h"
21 #include "AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler.h"
22 #include "AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitFCN.h"
23
24 //-------------------------------------------------------------------------
25 //                      Class AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler
26 //            Class to perform unbinned log-likelihood fit
27 //      
28 //                        Origin: C. Di Giglio
29 //     Contact: carmelo.digiglio@ba.infn.it , giuseppe.bruno@ba.infn.it
30 //-------------------------------------------------------------------------
31
32 void CDFFunction(Int_t &npar, Double_t *gin, Double_t &f, Double_t *x, Int_t iflag);
33
34 ClassImp(AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler)
35
36         //______________________________________________________________________________
37 void CDFFunction(Int_t &npar, Double_t *gin, Double_t &f, Double_t *par, Int_t iflag)
38 {
39         // This function is called by minuit
40         // The corresponding member method is called
41         // using SetObjectFit/GetObjectFit methods of TMinuit
42         AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler* dummy = (AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler *)TVirtualFitter::GetFitter()->GetObjectFit();
43         dummy->CdfFCN(npar, gin, f, par, iflag);
44 }
45
46
47 //_________________________________________________________________________________________________
48 AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler():
49         fIsParamFixed(45),
50         fPrintStatus(kFALSE),
51         fUp(0),
52         fX(0x0),
53         fM(0x0),
54         fType(0x0),
55         fLikely(0x0),
56         fNcand(0),
57         fContPlot1(0x0),
58         fContPlot2(0x0),
59         fContPlot3(0x0),
60         fitter(0)
61 {
62         //
63         // default constructor
64         //
65         for (Int_t i=0; i<45; ++i) fParamStartValues[i]=0;
66 }
67 //_________________________________________________________________________________________________
68 AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler(Double_t* decaytime, 
69                 Double_t* invariantmass, Int_t *type, Int_t ncand) :
70         fIsParamFixed(45),
71         fPrintStatus(kFALSE),
72         fUp(0),
73         fX(decaytime),
74         fM(invariantmass),
75         fType(type),
76         fLikely(0x0),
77         fNcand(ncand),
78         fContPlot1(0x0),
79         fContPlot2(0x0),
80         fContPlot3(0x0),
81         fitter(0)
82 {
83         //
84         // constructor
85         //
86         for (Int_t i=0; i<45; ++i) fParamStartValues[i]=0;
87         AliInfo("\n+++\n+++ Minimization object AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler created\n+++\n");
88         fLikely = new AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitFCN();
89         AliInfo("\n+++\n+++ CDF fit function object AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitFCN created\n+++\n");
90         AliInfo("Parameter 0  ----> fWeightRes");
91         AliInfo("Parameter 1  ----> fPos");
92         AliInfo("Parameter 2  ----> fNeg");
93         AliInfo("Parameter 3  ----> fSym");
94         AliInfo("Parameter 4  ----> fOneOvLamPlus");
95         AliInfo("Parameter 5  ----> fOneOvLamMinus");
96         AliInfo("Parameter 6  ----> fOneOvLamSym");
97         AliInfo("Parameter 7  ----> fB");
98         AliInfo("Parameter 8  ----> fFsig");
99         AliInfo("Parameter 9  ----> fMmean");
100         AliInfo("Parameter 10 ----> fNexp");
101         AliInfo("Parameter 11 ----> fSigma");
102         AliInfo("Parameter 12 ----> fAlpha");
103         AliInfo("Parameter 13 ----> fNorm");
104         AliInfo("Parameter 14 ----> fBkgNorm");
105         AliInfo("Parameter 15 ----> fBkgMean");
106         AliInfo("Parameter 16 ----> fBkgSlope");
107         AliInfo("Parameter 17 ----> fBkgConst");
108         AliInfo("Parameter 18 ----> fNormGaus1 (FF)");
109         AliInfo("Parameter 19 ----> fNormGaus2 (FF)");
110         AliInfo("Parameter 20 ----> fMean1Res (FF)");
111         AliInfo("Parameter 21 ----> fsigma1Res (FF)"); 
112         AliInfo("Parameter 22 ----> fMean2Res (FF)");
113         AliInfo("Parameter 23 ----> fsigma2Res (FF)");
114         AliInfo("Parameter 24 ----> fAlfaRes (FF)");
115         AliInfo("Parameter 25 ----> fLambdaRes (FF)");
116         AliInfo("Parameter 26 ----> fNormResExp (FF)");
117         AliInfo("Parameter 27 ----> fNormGaus1 (FS)");
118         AliInfo("Parameter 28 ----> fNormGaus2 (FS)");
119         AliInfo("Parameter 29 ----> fMean1Res (FS)");
120         AliInfo("Parameter 30 ----> fsigma1Res (FS)");
121         AliInfo("Parameter 31 ----> fMean2Res (FS)");
122         AliInfo("Parameter 32 ----> fsigma2Res (FS)");
123         AliInfo("Parameter 33 ----> fAlfaRes (FS)");
124         AliInfo("Parameter 34 ----> fLambdaRes (FS)");
125         AliInfo("Parameter 35 ----> fNormResExp (FS)");
126         AliInfo("Parameter 36 ----> fNormGaus1 (SS)");
127         AliInfo("Parameter 37 ----> fNormGaus2 (SS)");
128         AliInfo("Parameter 38 ----> fMean1Res (SS)");
129         AliInfo("Parameter 39 ----> fsigma1Res (SS)");
130         AliInfo("Parameter 40 ----> fMean2Res (SS)");
131         AliInfo("Parameter 41 ----> fsigma2Res (SS)");
132         AliInfo("Parameter 42 ----> fAlfaRes (SS)");
133         AliInfo("Parameter 43 ----> fLambdaRes (SS)");
134         AliInfo("Parameter 44 ----> fNormResExp (SS)");
135
136         AliInfo(Form("\n+++\n+++ Number of candidates ---> %d\n+++\n ", ncand));
137 }
138 //___________________________________________________________________________
139 AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler& AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::operator=(const AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler& c)
140 {
141         //
142         // Assignment operator
143         //
144         if (this!=&c) {
145                 fIsParamFixed = c.fIsParamFixed;
146                 fPrintStatus  = c.fPrintStatus;
147                 fUp           = c.fUp;
148                 fX            = c.fX;
149                 fM            = c.fM;
150                 fType         = c.fType;
151                 fLikely       = c.fLikely;
152                 fNcand        = c.fNcand;
153                 fContPlot1    = c.fContPlot1;
154                 fContPlot2    = c.fContPlot2;
155                 fContPlot3    = c.fContPlot3;
156         }
157         return *this;
158 }
159
160 //_______________________________________________________________________________________
161 AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler(const AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler& c) :
162         TNamed(c),
163         fIsParamFixed(c.fIsParamFixed),
164         fPrintStatus(c.fPrintStatus),
165         fUp(c.fUp),
166         fX(c.fX),
167         fM(c.fM),
168         fType(c.fType),
169         fLikely(c.fLikely),
170         fNcand(c.fNcand),
171         fContPlot1(c.fContPlot1),
172         fContPlot2(c.fContPlot2),
173         fContPlot3(c.fContPlot3),
174         fitter(c.fitter)
175 {
176         //
177         // Copy Constructor
178         //
179         for (Int_t i=0; i<45; ++i) fParamStartValues[i]=c.fParamStartValues[i];
180 }
181 //_______________________________________________________________________________________
182 AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::~AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler()
183 {
184         //
185         //destructor
186         //
187         delete fLikely;
188 }
189 //_______________________________________________________________________________________
190 Int_t AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::DoMinimization(Int_t step)
191 {
192         //
193         // performs the minimization
194         //
195         if(step == 0){ 
196                 //fitter = TVirtualFitter::Fitter(this,20);
197                 fitter = (TFitter*)TVirtualFitter::Fitter(this,45);
198                 fitter->SetFCN(CDFFunction);
199                 fitter->SetParameter(0,"fWeightRes",fParamStartValues[0], 1.e-08, 0., 1.e+06);
200                 fitter->SetParameter(1,"fPos",fParamStartValues[1], 1.e-08, 0.,1.e+06);
201                 fitter->SetParameter(2,"fNeg",fParamStartValues[2], 1.e-08, 0.,1.e+06);
202                 fitter->SetParameter(3,"fSym",fParamStartValues[3], 1.e-08, 0.,1.e+06);
203                 fitter->SetParameter(4,"fOneOvLamPlus",fParamStartValues[4], 1.e-10, 0.0000001, 5.e+01);
204                 fitter->SetParameter(5,"fOneOvLamMinus",fParamStartValues[5], 1.e-10, 0.00000001, 5.e+01);
205                 fitter->SetParameter(6,"fOneOvLamSym",fParamStartValues[6], 1.e-10, 0.00000001, 5.e+01);
206                 fitter->SetParameter(7,"fB",fParamStartValues[7], 1.e-10, 0., 1.);
207                 fitter->SetParameter(8,"fFsig",fParamStartValues[8], 1.e-10, 0., 1.);
208                 fitter->SetParameter(9,"fMmean",fParamStartValues[9], 1.e-08, 0., 1.e+04);
209                 fitter->SetParameter(10,"fNexp",fParamStartValues[10], 1.e-08, 0., 1.e+02);
210                 fitter->SetParameter(11,"fSigma",fParamStartValues[11], 1.e-08, 0., 1.e+04);
211                 fitter->SetParameter(12,"fAlpha",fParamStartValues[12], 1.e-08, 0., 1.e+04);
212                 fitter->SetParameter(13,"fNorm",fParamStartValues[13], 1.e-08, 0., 1.e+04);
213                 fitter->SetParameter(14,"fBkgNorm",fParamStartValues[14], 1.e-08, 0., 1.e+04);
214                 fitter->SetParameter(15,"fBkgMean",fParamStartValues[15], 1.e-08, 0., 1.e+04);
215                 fitter->SetParameter(16,"fBkgSlope",fParamStartValues[16], 1.e-08, 0., 1.e+04);
216                 fitter->SetParameter(17,"fBkgConst",fParamStartValues[17], 1.e-08, 0., 1.e+04);
217                 fitter->SetParameter(18,"fNormGaus1FF",fParamStartValues[18], 1.e-08, 0., 1.e+05);
218                 fitter->SetParameter(19,"fNormGaus2FF",fParamStartValues[19], 1.e-08, 0., 1.e+05); 
219                 fitter->SetParameter(20,"fMean1ResFF",fParamStartValues[20], 1.e-08, 0., 1.e+05);
220                 fitter->SetParameter(21,"fSigma1ResFF",fParamStartValues[21], 1.e-08, 0., 1.e+05);
221                 fitter->SetParameter(22,"fMean2ResFF",fParamStartValues[22], 1.e-08, 0., 1.e+05);
222                 fitter->SetParameter(23,"fSigma2ResFF",fParamStartValues[23], 1.e-08, 0., 1.e+05);
223                 fitter->SetParameter(24,"fAlfaResFF",fParamStartValues[24], 1.e-08, 0., 1.e+05);
224                 fitter->SetParameter(25,"fLambdaResFF",fParamStartValues[25], 1.e-08, 0., 1.e+05);
225                 fitter->SetParameter(26,"fResNormExpFF",fParamStartValues[26], 1.e-08, 0., 1.e+05);
226                 fitter->SetParameter(27,"fNormGaus1FS",fParamStartValues[27], 1.e-08, 0., 1.e+05);
227                 fitter->SetParameter(28,"fNormGaus2FS",fParamStartValues[28], 1.e-08, 0., 1.e+05);
228                 fitter->SetParameter(29,"fMean1ResFS",fParamStartValues[29], 1.e-08, 0., 1.e+05);
229                 fitter->SetParameter(30,"fSigma1ResFS",fParamStartValues[30], 1.e-08, 0., 1.e+05);
230                 fitter->SetParameter(31,"fMean2ResFS",fParamStartValues[31], 1.e-08, 0., 1.e+05);
231                 fitter->SetParameter(32,"fSigma2ResFS",fParamStartValues[32], 1.e-08, 0., 1.e+05);
232                 fitter->SetParameter(33,"fAlfaResFS",fParamStartValues[33], 1.e-08, 0., 1.e+05);
233                 fitter->SetParameter(34,"fLambdaResFS",fParamStartValues[34], 1.e-08, 0., 1.e+05);
234                 fitter->SetParameter(35,"fResNormExpFS",fParamStartValues[35], 1.e-08, 0., 1.e+05);
235                 fitter->SetParameter(36,"fNormGaus1SS",fParamStartValues[36], 1.e-08, 0., 1.e+05);
236                 fitter->SetParameter(37,"fNormGaus2SS",fParamStartValues[37], 1.e-08, 0., 1.e+05);
237                 fitter->SetParameter(38,"fMean1ResSS",fParamStartValues[38], 1.e-08, 0., 1.e+05);
238                 fitter->SetParameter(39,"fSigma1ResSS",fParamStartValues[39], 1.e-08, 0., 1.e+05);
239                 fitter->SetParameter(40,"fMean2ResSS",fParamStartValues[40], 1.e-08, 0., 1.e+05);
240                 fitter->SetParameter(41,"fSigma2ResSS",fParamStartValues[41], 1.e-08, 0., 1.e+05);
241                 fitter->SetParameter(42,"fAlfaResSS",fParamStartValues[42], 1.e-08, 0., 1.e+05);
242                 fitter->SetParameter(43,"fLambdaResSS",fParamStartValues[43], 1.e-08, 0., 1.e+05);
243                 fitter->SetParameter(44,"fResNormExpSS",fParamStartValues[44], 1.e-08, 0., 1.e+05);
244                 }
245
246         for(UInt_t indexparam = 0; indexparam < 45; indexparam++){
247                 if(IsParamFixed(indexparam)) fitter->FixParameter((Int_t)indexparam); 
248                 else fitter->ReleaseParameter((Int_t)indexparam);
249         }
250         Double_t arglist[2]={10000,0.1};
251         if(step == 2) {Int_t  iret1 = fitter->ExecuteCommand("MINOS", arglist ,1); return iret1;}
252         Int_t iret=fitter->ExecuteCommand("MIGRAD", arglist ,2);
253         fitter->PrintResults(4,0);
254
255         if(step == 3) {
256
257                 TMinuit* minuitPoint = fitter->GetMinuit(); 
258
259                 TCanvas *c2 = new TCanvas("c2","contours",800,800);
260
261                 //68.27% (1 sigma) confidence level for 2 parameters (fSIG versus fB)   
262                 minuitPoint->SetErrorDef(1.15); // 2.3/2
263                 fContPlot1 = (TGraph*)minuitPoint->Contour(100,7,8);
264                 fContPlot1->GetXaxis()->SetRange(0,1);
265                 fContPlot1->GetYaxis()->SetRange(0,1);
266                 fContPlot1->SetLineColor(42);
267                 fContPlot1->SetLineWidth(3);
268
269                 //95% (2 sigma) confidence level for 2 parameters (fSIG versus fB)   
270                 minuitPoint->SetErrorDef(2.995); // 5.99/2
271                 fContPlot2 = (TGraph*)minuitPoint->Contour(100,7,8);
272                 fContPlot2->GetXaxis()->SetRange(0,1);
273                 fContPlot2->GetYaxis()->SetRange(0,1);
274                 fContPlot2->SetLineColor(38);
275                 fContPlot2->SetLineWidth(3);
276
277                 //99.73% (3 sigma) confidence level for 2 parameters (fSIG versus fB)   
278                 minuitPoint->SetErrorDef(5.915); // 11.83/2
279                 fContPlot3 = (TGraph*)minuitPoint->Contour(100,7,8);
280                 fContPlot3->GetXaxis()->SetRange(0,1);
281                 fContPlot3->GetXaxis()->SetTitle("f_{B}");
282                 fContPlot3->GetYaxis()->SetTitle("f_{Sig}[2.4-4]");
283                 fContPlot3->GetYaxis()->SetRange(0,1);
284                 fContPlot3->SetLineColor(34);
285                 fContPlot3->SetLineWidth(3);
286           
287                 fContPlot3->Draw("al");
288                 fContPlot2->Draw("l");
289                 fContPlot1->Draw("l");
290                 
291                 c2->Draw();     
292         }
293
294         AliInfo("Minimization procedure finished\n");
295         return iret;
296 }
297 //_______________________________________________________________________________________
298 void AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::CdfFCN(Int_t & /* npar */, 
299                 Double_t * /* gin */,Double_t &f,Double_t *par,Int_t /* iflag */)
300 {
301         // 
302         // Definition of the FCN to be used by minuit
303         //
304         fLikely->SetAllParameters(par);
305         fLikely->ComputeMassIntegral();
306         if(fPrintStatus)fLikely->PrintStatus();
307
308         TStopwatch t;
309         t.Start();
310
311         f = fLikely->EvaluateLikelihood(fX,fM,fType,fNcand);
312
313         t.Stop();
314         AliDebug(2,Form("Real time spent to calculate function == %f \n", t.RealTime()));
315         AliDebug(2,Form("CPU time spent to calculate function == %f \n", t.CpuTime()));
316         AliDebug(2,Form("Actual value of the AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitFCN function == %f \n", f));
317
318         return;
319 }
320 //_______________________________________________________________________________________
321 void AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::SetParamStartValues(Double_t inputparamvalues[45])
322 {
323         for(Int_t index=0; index < 45; index++) fParamStartValues[index] = inputparamvalues[index];
324 }
325 //_______________________________________________________________________________________
326 void AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::SetResolutionConstants(Double_t* resolutionConst, Int_t type)
327 {
328         //
329         // Sets constants for the resolution function
330         //
331         fLikely->SetResolutionConstants(resolutionConst,type);
332
333 }
334 //_______________________________________________________________________________________
335 void AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::SetCrystalBallFunction(Bool_t okCB) 
336 {
337         //
338         // Sets the CB as the parametrization for the signal invariant mass spectrum 
339         // (otherwise Landau is chosen)
340         //
341         fLikely->SetCrystalBallFunction(okCB);
342 }
343 //_______________________________________________________________________________________
344 void AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::SetMassWndHigh(Double_t limit) 
345
346         //
347         // Sets upper limit for the invariant mass window (under J/PSI mass peak)
348         //
349         fLikely->SetMassWndHigh(limit);
350 }
351 //_______________________________________________________________________________________
352 void AliDielectronBtoJPSItoEleCDFfitHandler::SetMassWndLow(Double_t limit)
353 {
354         //
355         // Sets lower limit for the invariant mass window (under J/PSI mass peak)
356         //
357         fLikely->SetMassWndLow(limit);
358 }
359