STEER/AliCheb3DCalc.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, 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
  16
  17 // Author: ruben.shahoyan@cern.ch   09/09/2006
  18 //
  19 #include "AliCheb3DCalc.h"
  20
  21 ClassImp(AliCheb3DCalc)
  22
  23 //__________________________________________________________________________________________
  24 AliCheb3DCalc::AliCheb3DCalc() :
  25   fNCoefs(0),
  26   fNRows(0),
  27   fNCols(0),
  28   fNElemBound2D(0),
  29   fNColsAtRow(0),
  30   fColAtRowBg(0),
  31   fCoefBound2D0(0),
  32   fCoefBound2D1(0),
  33   fCoefs(0),
  34   fTmpCf1(0),
  35   fTmpCf0(0)
  36 {}
  37
  38 //__________________________________________________________________________________________
  39 AliCheb3DCalc::AliCheb3DCalc(const AliCheb3DCalc& src) :
  40   TNamed(src),
  41   fNCoefs(src.fNCoefs),
  42   fNRows(src.fNRows),
  43   fNCols(src.fNCols),
  44   fNElemBound2D(src.fNElemBound2D),
  45   fNColsAtRow(0),
  46   fColAtRowBg(0),
  47   fCoefBound2D0(0),
  48   fCoefBound2D1(0),
  49   fCoefs(0),
  50   fTmpCf1(0),
  51   fTmpCf0(0)
  52 {
  53   if (src.fNColsAtRow) {
  54     fNColsAtRow = new Int_t[fNRows];
  55     for (int i=fNRows;i--;) fNColsAtRow[i] = src.fNColsAtRow[i];
  56   }
  57   if (src.fColAtRowBg) {
  58     fColAtRowBg = new Int_t[fNRows];
  59     for (int i=fNRows;i--;) fColAtRowBg[i] = src.fColAtRowBg[i];
  60   }
  61   if (src.fCoefBound2D0) {
  62     fCoefBound2D0 = new Int_t[fNElemBound2D];
  63     for (int i=fNElemBound2D;i--;) fCoefBound2D0[i] = src.fCoefBound2D0[i];
  64   }
  65   if (src.fCoefBound2D1) {
  66     fCoefBound2D1 = new Int_t[fNElemBound2D];
  67     for (int i=fNElemBound2D;i--;) fCoefBound2D1[i] = src.fCoefBound2D1[i];
  68   }
  69   if (src.fCoefs) {
  70     fCoefs = new Float_t[fNCoefs];
  71     for (int i=fNCoefs;i--;) fCoefs[i] = src.fCoefs[i];
  72   }
  73   if (src.fTmpCf1) fTmpCf1 = new Float_t[fNCols];
  74   if (src.fTmpCf0) fTmpCf0 = new Float_t[fNRows];
  75 }
  76
  77 //__________________________________________________________________________________________
  78 AliCheb3DCalc::AliCheb3DCalc(FILE* stream) :
  79   fNCoefs(0),
  80   fNRows(0),
  81   fNCols(0),
  82   fNElemBound2D(0),
  83   fNColsAtRow(0),
  84   fColAtRowBg(0),
  85   fCoefBound2D0(0),
  86   fCoefBound2D1(0),
  87   fCoefs(0),
  88   fTmpCf1(0),
  89   fTmpCf0(0)
  90 {
  91   LoadData(stream);
  92 }
  93
  94 //__________________________________________________________________________________________
  95 AliCheb3DCalc& AliCheb3DCalc::operator=(const AliCheb3DCalc& rhs)
  96 {
  97   if (this != &rhs) {
  98     Clear();
  99     SetName(rhs.GetName());
 100     SetTitle(rhs.GetTitle());
 101     fNCoefs = rhs.fNCoefs;
 102     fNRows  = rhs.fNRows;
 103     fNCols  = rhs.fNCols;
 104     if (rhs.fNColsAtRow) {
 105       fNColsAtRow = new Int_t[fNRows];
 106       for (int i=fNRows;i--;) fNColsAtRow[i] = rhs.fNColsAtRow[i];
 107     }
 108     if (rhs.fColAtRowBg) {
 109       fColAtRowBg = new Int_t[fNRows];
 110       for (int i=fNRows;i--;) fColAtRowBg[i] = rhs.fColAtRowBg[i];
 111     }
 112     if (rhs.fCoefBound2D0) {
 113       fCoefBound2D0 = new Int_t[fNElemBound2D];
 114       for (int i=fNElemBound2D;i--;) fCoefBound2D0[i] = rhs.fCoefBound2D0[i];
 115     }
 116     if (rhs.fCoefBound2D1) {
 117       fCoefBound2D1 = new Int_t[fNElemBound2D];
 118       for (int i=fNElemBound2D;i--;) fCoefBound2D1[i] = rhs.fCoefBound2D1[i];
 119     }
 120     if (rhs.fCoefs) {
 121       fCoefs = new Float_t[fNCoefs];
 122       for (int i=fNCoefs;i--;) fCoefs[i] = rhs.fCoefs[i];
 123     }
 124     if (rhs.fTmpCf1) fTmpCf1 = new Float_t[fNCols];
 125     if (rhs.fTmpCf0) fTmpCf0 = new Float_t[fNRows];
 126   }
 127   return *this;
 128 }
 129
 130 //__________________________________________________________________________________________
 131 void AliCheb3DCalc::Clear(Option_t*)
 132 {
 133   // delete all dynamycally allocated structures
 134   if (fTmpCf1)       { delete[] fTmpCf1;  fTmpCf1 = 0;}
 135   if (fTmpCf0)       { delete[] fTmpCf0;  fTmpCf0 = 0;}
 136   if (fCoefs)        { delete[] fCoefs;   fCoefs  = 0;}
 137   if (fCoefBound2D0) { delete[] fCoefBound2D0; fCoefBound2D0 = 0; }
 138   if (fCoefBound2D1) { delete[] fCoefBound2D1; fCoefBound2D1 = 0; }
 139   if (fNColsAtRow)   { delete[] fNColsAtRow;   fNColsAtRow = 0; }
 140   if (fColAtRowBg)   { delete[] fColAtRowBg;   fColAtRowBg = 0; }
 141   //
 142 }
 143
 144 //__________________________________________________________________________________________
 145 void AliCheb3DCalc::Print(Option_t* ) const
 146 {
 147   printf("Chebyshev parameterization data %s for 3D->1 function.\n",GetName());
 148   int nmax3d = 0;
 149   for (int i=fNElemBound2D;i--;) if (fCoefBound2D0[i]>nmax3d) nmax3d = fCoefBound2D0[i];
 150   printf("%d coefficients in %dx%dx%d matrix\n",fNCoefs,fNRows,fNCols,nmax3d);
 151   //
 152 }
 153
 154 //__________________________________________________________________________________________
 155 Float_t  AliCheb3DCalc::Eval(Float_t  *par) const
 156 {
 157   // evaluate Chebyshev parameterization for 3D function.
 158   // VERY IMPORTANT: par must contain the function arguments ALREADY MAPPED to [-1:1] interval
 159   Float_t  &z = par[2];
 160   Float_t  &y = par[1];
 161   Float_t  &x = par[0];
 162   //
 163   int ncfRC;
 164   for (int id0=fNRows;id0--;) {
 165     int nCLoc = fNColsAtRow[id0];                   // number of significant coefs on this row
 166     int Col0  = fColAtRowBg[id0];                   // beginning of local column in the 2D boundary matrix
 167     for (int id1=nCLoc;id1--;) {
 168       int id = id1+Col0;
 169       fTmpCf1[id1] = (ncfRC=fCoefBound2D0[id]) ? ChebEval1D(z,fCoefs + fCoefBound2D1[id], ncfRC) : 0.0;
 170     }
 171     fTmpCf0[id0] = nCLoc>0 ? ChebEval1D(y,fTmpCf1,nCLoc):0.0;
 172   }
 173   return ChebEval1D(x,fTmpCf0,fNRows);
 174   //
 175 }
 176
 177 //__________________________________________________________________________________________
 178 Float_t  AliCheb3DCalc::EvalDeriv(int dim, Float_t  *par) const
 179 {
 180   // evaluate Chebyshev parameterization derivative in given dimension  for 3D function.
 181   // VERY IMPORTANT: par must contain the function arguments ALREADY MAPPED to [-1:1] interval
 182   Float_t  &z = par[2];
 183   Float_t  &y = par[1];
 184   Float_t  &x = par[0];
 185   //
 186   int ncfRC;
 187   for (int id0=fNRows;id0--;) {
 188     int nCLoc = fNColsAtRow[id0];                   // number of significant coefs on this row
 189     int Col0  = fColAtRowBg[id0];                   // beginning of local column in the 2D boundary matrix
 190     for (int id1=nCLoc;id1--;) {
 191       int id = id1+Col0;
 192       if (dim==2) fTmpCf1[id1] = (ncfRC=fCoefBound2D0[id]) ? ChebEval1Deriv(z,fCoefs + fCoefBound2D1[id], ncfRC) : 0.0;
 193       else        fTmpCf1[id1] = (ncfRC=fCoefBound2D0[id]) ? ChebEval1D(z,fCoefs + fCoefBound2D1[id], ncfRC) : 0.0;
 194     }
 195     if (dim==1)   fTmpCf0[id0] = nCLoc>0 ? ChebEval1Deriv(y,fTmpCf1,nCLoc):0.0;
 196     else          fTmpCf0[id0] = nCLoc>0 ? ChebEval1D(y,fTmpCf1,nCLoc):0.0;
 197   }
 198   return (dim==0) ? ChebEval1Deriv(x,fTmpCf0,fNRows) : ChebEval1D(x,fTmpCf0,fNRows);
 199   //
 200 }
 201
 202 //_______________________________________________
 203 #ifdef _INC_CREATION_ALICHEB3D_
 204 void AliCheb3DCalc::SaveData(const char* outfile,Bool_t append) const
 205 {
 206   // writes coefficients data to output text file, optionallt appending on the end of existing file
 207   TString strf = outfile;
 208   gSystem->ExpandPathName(strf);
 209   FILE* stream = fopen(strf,append ? "a":"w");
 210   SaveData(stream);
 211   fclose(stream);
 212   //
 213 }
 214 #endif
 215
 216 //_______________________________________________
 217 #ifdef _INC_CREATION_ALICHEB3D_
 218 void AliCheb3DCalc::SaveData(FILE* stream) const
 219 {
 220   // writes coefficients data to existing output stream
 221   // Note: fNCols, fNElemBound2D and fColAtRowBg is not stored, will be computed on fly during the loading of this file
 222   fprintf(stream,"#\nSTART %s\n",GetName());
 223   fprintf(stream,"# Number of rows\n%d\n",fNRows);
 224   //
 225   fprintf(stream,"# Number of columns per row\n");
 226   for (int i=0;i<fNRows;i++) fprintf(stream,"%d\n",fNColsAtRow[i]);
 227   //
 228   fprintf(stream,"# Number of Coefs in each significant block of third dimension\n");
 229   for (int i=0;i<fNElemBound2D;i++) fprintf(stream,"%d\n",fCoefBound2D0[i]);
 230   //
 231   fprintf(stream,"# Coefficients\n");
 232   for (int i=0;i<fNCoefs;i++) fprintf(stream,"%+.8e\n",fCoefs[i]);
 233   fprintf(stream,"END %s\n",GetName());
 234   //
 235 }
 236 #endif
 237
 238 //_______________________________________________
 239 void AliCheb3DCalc::LoadData(FILE* stream)
 240 {
 241   // Load coefs. from the stream
 242   if (!stream) {Error("LoadData","No stream provided.\nStop"); exit(1);}
 243   TString buffs;
 244   Clear();
 245   ReadLine(buffs,stream);
 246   if (!buffs.BeginsWith("START")) {Error("LoadData","Expected: \"START <fit_name>\", found \"%s\"\nStop\n",buffs.Data());exit(1);}
 247   if (buffs.First(' ')>0) SetName(buffs.Data()+buffs.First(' ')+1);
 248   //
 249   ReadLine(buffs,stream); // NRows
 250   fNRows = buffs.Atoi();
 251   if (fNRows<1) {Error("LoadData","Expected: '<number_of_rows>', found \"%s\"\nStop\n",buffs.Data());exit(1);}
 252   //
 253   fNCols = 0;
 254   fNElemBound2D = 0;
 255   InitRows(fNRows);
 256   //
 257   for (int id0=0;id0<fNRows;id0++) {
 258     ReadLine(buffs,stream);               // n.cols at this row
 259     fNColsAtRow[id0] = buffs.Atoi();
 260     fColAtRowBg[id0] = fNElemBound2D;     // begining of this row in 2D boundary surface
 261     fNElemBound2D   += fNColsAtRow[id0];
 262     if (fNCols<fNColsAtRow[id0]) fNCols = fNColsAtRow[id0];
 263   }
 264   InitCols(fNCols);
 265   //
 266   fNCoefs = 0;
 267   InitElemBound2D(fNElemBound2D);
 268   //
 269   for (int i=0;i<fNElemBound2D;i++) {
 270     ReadLine(buffs,stream);               // n.coeffs at 3-d dimension for the given column/row
 271     fCoefBound2D0[i] = buffs.Atoi();
 272     fCoefBound2D1[i] = fNCoefs;
 273     fNCoefs += fCoefBound2D0[i];
 274   }
 275   //
 276   if (fNCoefs<=0) {Error("LoadData","Negtive (%d) number of Chebychef coeffs. is obtained.\nStop\n",fNCoefs);exit(1);}
 277   //
 278   InitCoefs(fNCoefs);
 279   for (int i=0;i<fNCoefs;i++) {
 280     ReadLine(buffs,stream);
 281     fCoefs[i] = buffs.Atof();
 282   }
 283   // check end_of_data record
 284   ReadLine(buffs,stream);
 285   if (!buffs.BeginsWith("END") || !buffs.Contains(GetName())) {
 286     Error("LoadData","Expected \"END %s\", found \"%s\".\nStop\n",GetName(),buffs.Data());
 287     exit(1);
 288   }
 289   //
 290 }
 291
 292 //_______________________________________________
 293 void AliCheb3DCalc::ReadLine(TString& str,FILE* stream)
 294 {
 295   // read single line from the stream, skipping empty and commented lines. EOF is not expected
 296   while (str.Gets(stream)) {
 297     str = str.Strip(TString::kBoth,' ');
 298     if (str.IsNull()||str.BeginsWith("#")) continue;
 299     return;
 300   }
 301   fprintf(stderr,"AliCheb3D::ReadLine: Failed to read from stream.\nStop");exit(1); // normally, should not reach here
 302 }
 303
 304 //_______________________________________________
 305 void AliCheb3DCalc::InitCols(int nc)
 306 {
 307   // Set max.number of significant columns in the coefs matrix
 308   fNCols = nc;
 309   if (fTmpCf1) delete[] fTmpCf1;
 310   fTmpCf1 = new Float_t [fNCols];
 311 }
 312
 313 //_______________________________________________
 314 void AliCheb3DCalc::InitRows(int nr)
 315 {
 316   // Set max.number of significant rows in the coefs matrix
 317   if (fNColsAtRow) delete[] fNColsAtRow;
 318   if (fColAtRowBg) delete[] fColAtRowBg;
 319   if (fTmpCf0)     delete[] fTmpCf0;
 320   fNRows = nr;
 321   fNColsAtRow = new Int_t[fNRows];
 322   fTmpCf0     = new Float_t [fNRows];
 323   fColAtRowBg = new Int_t[fNRows];
 324   for (int i=fNRows;i--;) fNColsAtRow[i] = fColAtRowBg[i] = 0;
 325 }
 326
 327 //_______________________________________________
 328 void AliCheb3DCalc::InitElemBound2D(int ne)
 329 {
 330   // Set max number of significant coefs for given row/column of coefs 3D matrix
 331   if (fCoefBound2D0) delete[] fCoefBound2D0;
 332   if (fCoefBound2D1) delete[] fCoefBound2D1;
 333   fNElemBound2D = ne;
 334   fCoefBound2D0 = new Int_t[fNElemBound2D];
 335   fCoefBound2D1 = new Int_t[fNElemBound2D];
 336   for (int i=fNElemBound2D;i--;) fCoefBound2D0[i] = fCoefBound2D1[i] = 0;
 337 }
 338
 339 //_______________________________________________
 340 void AliCheb3DCalc::InitCoefs(int nc)
 341 {
 342   // Set total number of significant coefs
 343   if (fCoefs) delete[] fCoefs;
 344   fNCoefs = nc;
 345   fCoefs = new Float_t [fNCoefs];
 346   for (int i=fNCoefs;i--;) fCoefs[i] = 0.0;
 347 }
 348
 349 //__________________________________________________________________________________________
 350 Float_t AliCheb3DCalc::ChebEval1Deriv(Float_t  x, const Float_t * array, int ncf )
 351 {
 352   // evaluate 1D Chebyshev parameterization's derivative. x is the argument mapped to [-1:1] interval
 353   if (--ncf<2) return 0;
 354   Float_t b0, b1, b2;
 355   Float_t x2 = x+x;
 356   b1 = b2 = 0;
 357   float dcf0=0,dcf1,dcf2=0;
 358   b0 = dcf1 = 2*ncf*array[ncf];
 359   if (!(--ncf)) dcf0 = dcf1;
 360   //
 361   for (int i=ncf;i--;) {
 362     b2 = b1;
 363     b1 = b0;
 364     dcf0 = dcf2 + 2*(i+1)*array[i+1];
 365     b0 = dcf0 + x2*b1 -b2;
 366     dcf2 = dcf1;
 367     dcf1 = dcf0;
 368   }
 369   //
 370   return b0 - x*b1 - dcf0/2;
 371 }