Mac binaries
[jabaws.git] / website / archive / binaries / mac / src / disembl / Tisean_3.0.1 / source_c / polynomp.c
diff --git a/website/archive/binaries/mac/src/disembl/Tisean_3.0.1/source_c/polynomp.c b/website/archive/binaries/mac/src/disembl/Tisean_3.0.1/source_c/polynomp.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6021e19
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,299 @@
+/*
+ *   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. Last modified Sep 5, 2004 */
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <math.h>
+#include <limits.h>
+#include <time.h>
+#include "routines/tsa.h"
+
+#define WID_STR "Fits a polynomial to the data."
+
+char *outfile=NULL,stdo=1;
+char *parin=NULL,*infile=NULL;
+unsigned long length=ULONG_MAX,insample=ULONG_MAX,exclude=0;
+unsigned long plength=UINT_MAX;
+unsigned long step=1000;
+unsigned int column=1,dim=2,delay=1,down_to=1;
+unsigned int **order;
+unsigned int verbosity=0xff;
+double *series,*param;
+
+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 # of data to use [default: whole file]\n");
+  fprintf(stderr,"\t-x # of lines to ignore [default: %lu]\n",exclude);
+  fprintf(stderr,"\t-c column to read [default: %u]\n",column);
+  fprintf(stderr,"\t-m embedding dimension [default: %u]\n",dim);
+  fprintf(stderr,"\t-d delay [default: %u]\n",delay);
+  fprintf(stderr,"\t-n insample data [default: all]\n");
+  fprintf(stderr,"\t-L length of forecasted series [default: %lu]\n",step);
+  fprintf(stderr,"\t-p name of parameter file [default: parameter.pol]\n");
+  fprintf(stderr,"\t-o output file name [default: 'datafile'.pbf]\n");
+  fprintf(stderr,"\t-V verbosity level [default: 1]\n\t\t"
+          "0='only panic messages'\n\t\t"
+          "1='+ input/output messages'\n");
+  fprintf(stderr,"\t-h show these options\n");
+  exit(0);
+}
+
+void scan_options(int n,char **in)
+{
+  char *out;
+
+  if ((out=check_option(in,n,'l','u')) != NULL)
+    sscanf(out,"%lu",&length);
+  if ((out=check_option(in,n,'x','u')) != NULL)
+    sscanf(out,"%lu",&exclude);
+  if ((out=check_option(in,n,'c','u')) != NULL)
+    sscanf(out,"%u",&column);
+  if ((out=check_option(in,n,'m','u')) != NULL)
+    sscanf(out,"%u",&dim);
+  if ((out=check_option(in,n,'d','u')) != NULL)
+    sscanf(out,"%u",&delay);
+  if ((out=check_option(in,n,'V','u')) != NULL)
+    sscanf(out,"%u",&verbosity);
+  if ((out=check_option(in,n,'n','u')) != NULL)
+    sscanf(out,"%lu",&insample);
+  if ((out=check_option(in,n,'L','u')) != NULL)
+    sscanf(out,"%lu",&step);
+  if ((out=check_option(in,n,'p','s')) != NULL)
+    parin=out;
+  if ((out=check_option(in,n,'o','o')) != NULL) {
+    stdo=0;
+    if (strlen(out) > 0)
+      outfile=out;
+  } 
+}
+
+double polynom(unsigned long act,unsigned int which)
+{
+  unsigned int i,j;
+  double ret=1.0,h;
+  
+  for (i=0;i<dim;i++) {
+    h=series[act-i*delay];
+    for (j=0;j<order[which][i];j++)
+      ret *= h;
+  }
+  
+  return ret;
+}
+
+void make_fit(void)
+{
+  double **mat,*vec;
+  double h;
+  unsigned long n,hn;
+  unsigned int i,j;
+
+  check_alloc(vec=(double*)malloc(sizeof(double)*plength));
+  check_alloc(mat=(double**)malloc(sizeof(double*)*plength));
+  for (i=0;i<plength;i++)
+    check_alloc(mat[i]=(double*)malloc(sizeof(double)*plength));
+
+  for (i=0;i<plength;i++) {
+    vec[i]=0.0;
+    for (j=0;j<plength;j++)
+      mat[i][j]=0.0;
+  }
+  
+  for (n=(dim-1)*delay;n<insample-1;n++) {
+    hn=n+1;
+    for (i=0;i<plength;i++) {
+      vec[i] += series[hn]*(h=polynom(n,i));
+      for (j=i;j<plength;j++)
+       mat[i][j] += polynom(n,j)*h;
+    }
+  }
+  for (i=0;i<plength;i++) {
+    vec[i] /= (insample-(dim-1)*delay-1);
+    for (j=i;j<plength;j++)
+      mat[j][i]=(mat[i][j]/=(insample-(dim-1)*delay)-1);
+  }
+  
+  solvele(mat,vec,plength);
+
+  for (i=0;i<plength;i++)
+    param[i]=vec[i];
+
+  free(vec);
+  for (i=0;i<plength;i++)
+    free(mat[i]);
+  free(mat);
+}
+
+double forecast_error(unsigned long i0,unsigned long i1)
+{
+  unsigned int i;
+  unsigned long n;
+  double h,error=0.0;
+
+  for (n=i0+(dim-1)*delay;n<i1-1;n++) {
+    h=0.0;
+    for (i=0;i<plength;i++)
+      h += param[i]*polynom(n,i);
+    error += (series[n+1]-h)*(series[n+1]-h);
+  }
+
+  return sqrt(error/(i1-i0-(dim-1)*delay-1));
+}
+
+void make_cast(FILE *fcast)
+{
+  int i,j,hi;
+  unsigned int k;
+  double casted;
+  
+  for (i=0;i<=(dim-1)*delay;i++)
+    series[i]=series[length-(dim-1)*delay+i-1];
+
+  hi=(dim-1)*delay;
+  for (i=1;i<=step;i++) {
+    casted=0.0;
+    for (k=0;k<plength;k++)
+      casted += param[k]*polynom((unsigned long)((dim-1)*delay),k);
+    if (!stdo) {
+      fprintf(fcast,"%e\n",casted);
+      fflush(fcast);
+    }
+    else {
+      fprintf(stdout,"%e\n",casted);
+      fflush(stdout);
+    }
+    for (j=0;j<(dim-1)*delay;j++)
+      series[j]=series[j+1];
+    series[hi]=casted;
+  }
+}
+
+int main(int argc,char **argv)
+{
+  int i,j;
+  char stdi=0,oose=1;
+  double **dummy,withalli,withallo;
+  double av,varianz;
+  FILE *file;
+
+  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,&column,verbosity);
+  if (infile == NULL)
+    stdi=1;
+  
+  if (outfile == NULL) {
+    if (!stdi) {
+      check_alloc(outfile=(char*)calloc(strlen(infile)+5,(size_t)1));
+      sprintf(outfile,"%s.pbf",infile);
+    }
+    else {
+      check_alloc(outfile=(char*)calloc((size_t)10,(size_t)1));
+      sprintf(outfile,"stdin.pbf");
+    }
+  }
+  if (!stdo)
+    test_outfile(outfile);
+
+  if (parin == NULL) {
+    check_alloc(parin=(char*)calloc((size_t)14,(size_t)1));
+    sprintf(parin,"parameter.pol");
+  }
+  file=fopen(parin,"r");
+  if (file == NULL) {
+    fprintf(stderr,"File %s does not exist. Exiting!\n",parin);
+    exit(POLYNOMP__WRONG_PARAMETER_FILE);
+  }
+  fclose(file);
+
+  dummy=(double**)get_multi_series(parin,&plength,0LU,
+                                  &dim,"",(char)"1",verbosity);
+  
+  check_alloc(order=(unsigned int**)malloc(sizeof(int*)*plength));
+  for (i=0;i<plength;i++) {
+    check_alloc(order[i]=(unsigned int*)malloc(sizeof(int)*dim));
+    for (j=0;j<dim;j++)
+      order[i][j]=(unsigned int)dummy[j][i];
+  }
+
+  series=(double*)get_series(infile,&length,exclude,column,verbosity);
+  variance(series,length,&av,&varianz);
+
+  if (insample >= length) {
+    insample=length;
+    oose=0;
+  }
+
+  check_alloc(param=(double*)malloc(sizeof(double)*plength));
+
+  make_fit();
+  withalli=forecast_error(0LU,insample);
+  withallo=0.0;
+  if (oose)
+    withallo=forecast_error(insample+1,length);
+
+  if (stdo) {
+    if (verbosity&VER_INPUT)
+      fprintf(stderr,"Writing to stdout\n");
+    fprintf(stdout,"#FCE: %e %e\n",withalli/varianz,withallo/varianz);
+    for (i=0;i<plength;i++) {
+      fprintf(stdout,"# ");
+      for (j=0;j<dim;j++)
+       fprintf(stdout,"%u ",order[i][j]);
+      fprintf(stdout,"%e\n",param[i]);
+    }
+    fflush(stdout);
+  }
+  else {
+    file=fopen(outfile,"w");
+    if (verbosity&VER_INPUT)
+      fprintf(stderr,"Opened %s for writing\n",outfile);
+    fprintf(file,"#FCE: %e %e\n",withalli/varianz,withallo/varianz);
+    for (i=0;i<plength;i++) {
+      fprintf(file,"# ");
+      for (j=0;j<dim;j++)
+       fprintf(file,"%u ",order[i][j]);
+      fprintf(file,"%e\n",param[i]);
+    }
+    fflush(file);
+  }
+  
+  make_cast(file);
+
+  if (!stdo)
+    fclose(file);
+
+  return 0;
+}