missed TStatToolkit
[u/mrichter/AliRoot.git] / STAT / TKDTree.h
1 #ifndef ROOT_TKDTree
2 #define ROOT_TKDTree
3
4 #ifndef ROOT_TObject
5 #include "TObject.h"
6 #endif
7
8 #include "TMath.h"
9
10 Int_t memory();
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12
13 template <typename Index, typename Value> class TKDTree : public TObject
14 {
15 public:
16         enum{
17                 kDimMax = 6
18         };
19
20         TKDTree();
21         TKDTree(Index npoints, Index ndim, UInt_t bsize, Value **data);
22         ~TKDTree();
23         
24         // getters
25         inline  Index*  GetPointsIndexes(Int_t node) const {
26                 if(node < fNnodes) return 0x0;
27                 Int_t offset = (node >= fCrossNode) ? (node-fCrossNode)*fBucketSize : fOffset+(node-fNnodes)*fBucketSize;
28                 return &fIndPoints[offset];
29         }
30         inline UChar_t GetNodeAxis(Int_t id) const {return (id < 0 || id >= fNnodes) ? 0 : fAxis[id];}
31         inline Value   GetNodeValue(Int_t id) const {return (id < 0 || id >= fNnodes) ? 0 : fValue[id];}
32         inline Int_t   GetNNodes() const {return fNnodes;}
33         inline Int_t   GetNTNodes() const {return fNpoints/fBucketSize + ((fNpoints%fBucketSize)?1:0);}
34         inline Value*  GetBoundaries();
35         inline Value*  GetBoundary(const Int_t node);
36         static  Int_t   GetIndex(Int_t row, Int_t collumn){return collumn+(1<<row);}
37         static inline void GetCoord(Int_t index, Int_t &row, Int_t &collumn){for (row=0; index>=(16<<row);row+=4); for (; index>=(2<<row);row++);collumn= index-(1<<row);};
38                 Bool_t  FindNearestNeighbors(const Value *point, const Int_t kNN, Index *&i, Value *&d);
39                 Index   FindNode(const Value * point);
40                 void    FindPoint(Value * point, Index &index, Int_t &iter);
41                 void    FindInRangeA(Value * point, Value * delta, Index *res , Index &npoints,Index & iter, Int_t bnode);
42                 void    FindInRangeB(Value * point, Value * delta, Index *res , Index &npoints,Index & iter, Int_t bnode);
43         inline void    FindBNodeA(Value * point, Value * delta, Int_t &inode);
44         inline Bool_t  IsTerminal(Index inode){return (inode>=fNnodes);}
45         Value           KOrdStat(Index ntotal, Value *a, Index k, Index *index);
46         void            MakeBoundaries(Value *range = 0x0);
47         void            SetData(Index npoints, Index ndim, UInt_t bsize, Value **data);
48         void            Spread(Index ntotal, Value *a, Index *index, Value &min, Value &max);
49
50 protected:
51         void            Build();  // build tree
52                                                                         
53 private:
54         TKDTree(const TKDTree &); // not implemented
55         TKDTree<Index, Value>& operator=(const TKDTree<Index, Value>&); // not implemented
56         void            CookBoundaries(const Int_t node, Bool_t left);
57
58
59 protected:
60         Bool_t  kDataOwner;  //! Toggle ownership of the data
61         Int_t   fNnodes;     // size of node array
62         Index   fNDim;       // number of dimensions
63         Index   fNDimm;      // dummy 2*fNDim
64         Index   fNpoints;    // number of multidimensional points
65         Index   fBucketSize; // limit statistic for nodes 
66         UChar_t *fAxis;      //[fNnodes] nodes cutting axis
67         Value   *fValue;     //[fNnodes] nodes cutting value
68         Value           *fRange;     //[fNDimm] range of data for each dimension
69         Value   **fData;     //! data points
70         Value           *fBoundaries;//! nodes boundaries - check class doc
71
72 // kNN related data
73 protected:
74         Int_t   fkNNdim;     //! current kNN arrays allocated dimension
75         Index   *fkNN;       //! k nearest neighbors indexes
76         Value   *fkNNdist;   //! k nearest neighbors distances
77         Value   *fDistBuffer;//! working space for kNN
78         Index   *fIndBuffer; //! working space for kNN
79         
80 private:
81         Index   *fIndPoints; //! array of points indexes
82         Int_t   fRowT0;      //! smallest terminal row
83         Int_t   fCrossNode;  //! cross node
84         Int_t   fOffset;     //! offset in fIndPoints
85
86         ClassDef(TKDTree, 1)  // KD tree
87 };
88
89
90 typedef TKDTree<Int_t, Double_t> TKDTreeID;
91 typedef TKDTree<Int_t, Float_t> TKDTreeIF;
92
93 //_________________________________________________________________
94 template <typename  Index, typename Value>
95 void TKDTree<Index, Value>::FindBNodeA(Value *point, Value *delta, Int_t &inode){
96   //
97   // find the smallest node covering the full range - start
98   //
99   inode =0; 
100   for (;inode<fNnodes;){
101     if (TMath::Abs(point[fAxis[inode]] - fValue[inode])<delta[fAxis[inode]]) break;
102     inode = (point[fAxis[inode]] < fValue[inode]) ? (inode*2)+1: (inode*2)+2;
103   }
104 }
105
106 //_________________________________________________________________
107 template <typename  Index, typename Value>
108 Value* TKDTree<Index, Value>::GetBoundaries()
109 {
110         if(!fBoundaries) MakeBoundaries();
111         return fBoundaries;
112 }
113
114 //_________________________________________________________________
115 template <typename  Index, typename Value>
116 Value* TKDTree<Index, Value>::GetBoundary(const Int_t node)
117 {
118         if(!fBoundaries) MakeBoundaries();
119         return &fBoundaries[node*2*fNDim];
120 }
121
122 #endif
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