Delete unneeded directory
[jabaws.git] / website / archive / binaries / mac / src / disembl / Tisean_3.0.1 / source_c / ar-model.c
diff --git a/website/archive/binaries/mac/src/disembl/Tisean_3.0.1/source_c/ar-model.c b/website/archive/binaries/mac/src/disembl/Tisean_3.0.1/source_c/ar-model.c
deleted file mode 100644 (file)
index 5481a3b..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,395 +0,0 @@
-/*
- *   This file is part of TISEAN
- *
- *   Copyright (c) 1998-2007 Rainer Hegger, Holger Kantz, Thomas Schreiber
- *
- *   TISEAN is free software; you can redistribute it and/or modify
- *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
- *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
- *   (at your option) any later version.
- *
- *   TISEAN is distributed in the hope that it will be useful,
- *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
- *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
- *   GNU General Public License for more details.
- *
- *   You should have received a copy of the GNU General Public License
- *   along with TISEAN; if not, write to the Free Software
- *   Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
- */
-/*Author: Rainer Hegger*/
-/*Changes:
-  Jun 24, 2005: Output average error for multivariate data
-  Nov 25, 2005: Handle model order = 0
-  Jan 31, 2006: Add verbosity 4 to print data+residuals
- */
-#include <stdio.h>
-#include <stdlib.h>
-#include <string.h>
-#include <limits.h>
-#include <math.h>
-#include "routines/tsa.h"
-
-#define WID_STR "Fits an multivariate AR model to the data and gives\
- the coefficients\n\tand the residues (or an iterated model)"
-
-unsigned long length=ULONG_MAX,exclude=0;
-unsigned int dim=1,poles=1,ilength;
-unsigned int verbosity=1;
-char *outfile=NULL,*column=NULL,stdo=1,dimset=0,run_model=0;
-char *infile=NULL;
-double **series,*my_average;
-
-void show_options(char *progname)
-{
-  what_i_do(progname,WID_STR);
-  fprintf(stderr," Usage: %s [options]\n",progname);
-  fprintf(stderr," Options:\n");
-  fprintf(stderr,"Everything not being a valid option will be interpreted"
-         " as a possible"
-         " datafile.\nIf no datafile is given stdin is read. Just - also"
-         " means stdin\n");
-  fprintf(stderr,"\t-l length of file [default is whole file]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-x # of lines to be ignored [default is 0]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-m dimension [default is 1]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-c columns to read [default is 1,...,dimension]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-p #order of AR-Fit [default is 1]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-s length of iterated model [default no iteration]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-o output file name [default is 'datafile'.ar]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-V verbosity level [default is 1]\n\t\t"
-         "0='only panic messages'\n\t\t"
-         "1='+ input/output messages'\n\t\t"
-         "2='+ print residuals though iterating a model'\n\t\t"
-         "4='+ print original data plus residuals'\n");
-  fprintf(stderr,"\t-h show these options\n\n");
-  exit(0);
-}
-
-void scan_options(int argc,char **argv)
-{
-  char *out;
-
-  if ((out=check_option(argv,argc,'p','u')) != NULL) {
-    sscanf(out,"%u",&poles);
-    if (poles < 1) {
-      fprintf(stderr,"The order should at least be one!\n");
-      exit(127);
-    }
-  }
-  if ((out=check_option(argv,argc,'l','u')) != NULL)
-    sscanf(out,"%lu",&length);
-  if ((out=check_option(argv,argc,'x','u')) != NULL)
-    sscanf(out,"%lu",&exclude);
-  if ((out=check_option(argv,argc,'m','u')) != NULL) {
-    sscanf(out,"%u",&dim);
-    dimset=1;
-  }
-  if ((out=check_option(argv,argc,'c','u')) != NULL)
-    column=out;
-  if ((out=check_option(argv,argc,'V','u')) != NULL)
-    sscanf(out,"%u",&verbosity);
-  if ((out=check_option(argv,argc,'s','u')) != NULL) {
-    sscanf(out,"%u",&ilength);
-    run_model=1;
-  }
-  if ((out=check_option(argv,argc,'o','o')) != NULL) {
-    stdo=0;
-    if (strlen(out) > 0)
-      outfile=out;
-  }
-}
-
-void set_averages_to_zero(void)
-{
-  double var;
-  long i,j;
-  
-  for (i=0;i<dim;i++) {
-    variance(series[i],length,&my_average[i],&var);
-    for (j=0;j<length;j++)
-      series[i][j] -= my_average[i];
-  }
-}
-
-double** build_matrix(double **mat)
-{
-  long n,i1,j1,i2,j2,hi,hj;
-  double norm;
-  
-  norm=1./((double)length-(double)poles);
-
-  for (i1=0;i1<dim;i1++)
-    for (i2=0;i2<poles;i2++) {
-      hi=i1*poles+i2;
-      for (j1=0;j1<dim;j1++)
-       for (j2=0;j2<poles;j2++) {
-         hj=j1*poles+j2;
-         mat[hi][hj]=0.0;
-         for (n=poles-1;n<length-1;n++)
-           mat[hi][hj] += series[i1][n-i2]*series[j1][n-j2];
-         mat[hi][hj] *= norm;
-       }
-    }
-
-  return invert_matrix(mat,(unsigned int)(dim*poles));
-}
-
-void build_vector(double *vec,long comp)
-{
-  long i1,i2,hi,n;
-  double norm;
-
-  norm=1./((double)length-(double)poles);
-
-  for (i1=0;i1<poles*dim;i1++)
-    vec[i1]=0.0;
-  
-  for (i1=0;i1<dim;i1++)
-    for (i2=0;i2<poles;i2++) {
-      hi=i1*poles+i2;
-      for (n=poles-1;n<length-1;n++)
-       vec[hi] += series[comp][n+1]*series[i1][n-i2];
-      vec[hi] *= norm;
-    }
-}
-
-double* multiply_matrix_vector(double **mat,double *vec)
-{
-  long i,j;
-  double *new_vec;
-
-  check_alloc(new_vec=(double*)malloc(sizeof(double)*poles*dim));
-
-  for (i=0;i<poles*dim;i++) {
-    new_vec[i]=0.0;
-    for (j=0;j<poles*dim;j++)
-      new_vec[i] += mat[i][j]*vec[j];
-  }
-  return new_vec;
-}
-
-double* make_residuals(double **diff,double **coeff)
-{
-  long n,d,i,j;
-  double *resi;
-  
-  check_alloc(resi=(double*)malloc(sizeof(double)*dim));
-  for (i=0;i<dim;i++)
-    resi[i]=0.0;
-
-  for (n=poles-1;n<length-1;n++) {
-    for (d=0;d<dim;d++) {
-      diff[d][n+1]=series[d][n+1];
-      for (i=0;i<dim;i++)
-       for (j=0;j<poles;j++)
-         diff[d][n+1] -= coeff[d][i*poles+j]*series[i][n-j];
-      resi[d] += sqr(diff[d][n+1]);
-    }
-  }
-  for (i=0;i<dim;i++)
-    resi[i]=sqrt(resi[i]/((double)length-(double)poles));
-
-  return resi;
-}
-
-void iterate_model(double **coeff,double *sigma,FILE *file)
-{
-  long i,j,i1,i2,n,d;
-  double **iterate,*swap;
-  
-  check_alloc(iterate=(double**)malloc(sizeof(double*)*(poles+1)));
-  for (i=0;i<=poles;i++)
-    check_alloc(iterate[i]=(double*)malloc(sizeof(double)*dim));
-  rnd_init(0x44325);
-  for (i=0;i<1000;i++)
-    gaussian(1.0);
-  for (i=0;i<dim;i++)
-    for (j=0;j<poles;j++)
-      iterate[j][i]=gaussian(sigma[i]);
-  
-  for (n=0;n<ilength;n++) {
-    for (d=0;d<dim;d++) {
-      iterate[poles][d]=gaussian(sigma[d]);
-      for (i1=0;i1<dim;i1++)
-       for (i2=0;i2<poles;i2++)
-         iterate[poles][d] += coeff[d][i1*poles+i2]*iterate[poles-1-i2][i1];
-    }
-    if (file != NULL) {
-      for (d=0;d<dim;d++)
-       fprintf(file,"%e ",iterate[poles][d]);
-      fprintf(file,"\n");
-    }
-    else {
-      for (d=0;d<dim;d++)
-       printf("%e ",iterate[poles][d]);
-      printf("\n");
-    }
-
-    swap=iterate[0];
-    for (i=0;i<poles;i++)
-      iterate[i]=iterate[i+1];
-    iterate[poles]=swap;
-  }
-
-  for (i=0;i<=poles;i++)
-    free(iterate[i]);
-  free(iterate);
-}
-
-int main(int argc,char **argv)
-{
-  char stdi=0;
-  double *pm;
-  long i,j;
-  FILE *file;
-  double **mat,**inverse,*vec,**coeff,**diff,avpm;
-  
-  if (scan_help(argc,argv))
-    show_options(argv[0]);
-  
-  scan_options(argc,argv);
-#ifndef OMIT_WHAT_I_DO
-  if (verbosity&VER_INPUT)
-    what_i_do(argv[0],WID_STR);
-#endif
-
-  infile=search_datafile(argc,argv,NULL,verbosity);
-  if (infile == NULL)
-    stdi=1;
-
-  if (outfile == NULL) {
-    if (!stdi) {
-      check_alloc(outfile=(char*)calloc(strlen(infile)+4,(size_t)1));
-      strcpy(outfile,infile);
-      strcat(outfile,".ar");
-    }
-    else {
-      check_alloc(outfile=(char*)calloc((size_t)9,(size_t)1));
-      strcpy(outfile,"stdin.ar");
-    }
-  }
-  if (!stdo)
-    test_outfile(outfile);
-
-  if (column == NULL)
-    series=(double**)get_multi_series(infile,&length,exclude,&dim,"",dimset,
-                                     verbosity);
-  else
-    series=(double**)get_multi_series(infile,&length,exclude,&dim,column,
-                                     dimset,verbosity);
-
-  check_alloc(my_average=(double*)malloc(sizeof(double)*dim));
-  set_averages_to_zero();
-
-  if (poles >= length) {
-    fprintf(stderr,"It makes no sense to have more poles than data! Exiting\n");
-    exit(AR_MODEL_TOO_MANY_POLES);
-  }
-  
-  
-  check_alloc(vec=(double*)malloc(sizeof(double)*poles*dim));
-  check_alloc(mat=(double**)malloc(sizeof(double*)*poles*dim));
-  for (i=0;i<poles*dim;i++)
-    check_alloc(mat[i]=(double*)malloc(sizeof(double)*poles*dim));
-
-  check_alloc(coeff=(double**)malloc(sizeof(double*)*dim));
-  inverse=build_matrix(mat);
-  for (i=0;i<dim;i++) {
-    build_vector(vec,i);
-    coeff[i]=multiply_matrix_vector(inverse,vec);
-  }
-
-  check_alloc(diff=(double**)malloc(sizeof(double*)*dim));
-  for (i=0;i<dim;i++)
-    check_alloc(diff[i]=(double*)malloc(sizeof(double)*length));
-
-  pm=make_residuals(diff,coeff);
-  
-  if (stdo) {
-    avpm=pm[0]*pm[0];
-    for (i=1;i<dim;i++)
-      avpm += pm[i]*pm[i];
-    avpm=sqrt(avpm/dim);
-    printf("#average forcast error= %e\n",avpm);
-    printf("#individual forecast errors: ");
-    for (i=0;i<dim;i++)
-      printf("%e ",pm[i]);
-    printf("\n");
-    for (i=0;i<dim*poles;i++) {
-      printf("# ");
-      for (j=0;j<dim;j++)
-       printf("%e ",coeff[j][i]);
-      printf("\n");
-    }
-    if (!run_model || (verbosity&VER_USR1)) {
-      for (i=poles;i<length;i++) {
-       if (run_model)
-         printf("#");
-       for (j=0;j<dim;j++)
-         if (verbosity&VER_USR2)
-           printf("%e %e ",series[j][i]+my_average[j],diff[j][i]);
-         else
-           printf("%e ",diff[j][i]);
-       printf("\n");
-      }
-    }
-    if (run_model && (ilength > 0))
-      iterate_model(coeff,pm,NULL);
-  }
-  else {
-    file=fopen(outfile,"w");
-    if (verbosity&VER_INPUT)
-      fprintf(stderr,"Opened %s for output\n",outfile);
-    avpm=pm[0]*pm[0];
-    for (i=1;i<dim;i++)
-      avpm += pm[i]*pm[i];
-    avpm=sqrt(avpm/dim);
-    fprintf(file,"#average forcast error= %e\n",avpm);
-    fprintf(file,"#individual forecast errors: ");
-    for (i=0;i<dim;i++)
-      fprintf(file,"%e ",pm[i]);
-    fprintf(file,"\n");
-    for (i=0;i<dim*poles;i++) {
-      fprintf(file,"# ");
-      for (j=0;j<dim;j++)
-       fprintf(file,"%e ",coeff[j][i]);
-      fprintf(file,"\n");
-    }
-    if (!run_model || (verbosity&VER_USR1)) {
-      for (i=poles;i<length;i++) {
-       if (run_model)
-         fprintf(file,"#");
-       for (j=0;j<dim;j++)
-         if (verbosity&VER_USR2)
-           fprintf(file,"%e %e ",series[j][i]+my_average[j],diff[j][i]);
-         else
-           fprintf(file,"%e ",diff[j][i]);
-       fprintf(file,"\n");
-      }
-    }
-    if (run_model && (ilength > 0))
-      iterate_model(coeff,pm,file);
-    fclose(file);
-  }
-
-  if (outfile != NULL)
-    free(outfile);
-  if (infile != NULL)
-    free(infile);
-  free(vec);
-  for (i=0;i<poles*dim;i++) {
-    free(mat[i]);
-    free(inverse[i]);
-  }
-  free(mat);
-  free(inverse);
-  for (i=0;i<dim;i++) {
-    free(coeff[i]);
-    free(diff[i]);
-  }
-  free(coeff);
-  free(diff);
-  free(pm);
-
-  return 0;
-}