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[jabaws.git] / website / archive / binaries / mac / src / disembl / Tisean_3.0.1 / source_c / rbf.c
diff --git a/website/archive/binaries/mac/src/disembl/Tisean_3.0.1/source_c/rbf.c b/website/archive/binaries/mac/src/disembl/Tisean_3.0.1/source_c/rbf.c
deleted file mode 100644 (file)
index 75c2b48..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,383 +0,0 @@
-/*
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- */
-/*Author: Rainer Hegger. Last modified: Mar 11, 2002 */
-#include <stdio.h>
-#include <stdlib.h>
-#include <string.h>
-#include <limits.h>
-#include "routines/tsa.h"
-#include <math.h>
-
-#define WID_STR "Fits a RBF-model to the data"
-
-char *outfile=NULL,stdo=1,MAKECAST=0;
-char *infile=NULL;
-char setdrift=1;
-int DIM=2,DELAY=1,CENTER=10,STEP=1;
-unsigned int COLUMN=1;
-unsigned int verbosity=0xff;
-long CLENGTH=1000;
-unsigned long LENGTH=ULONG_MAX,INSAMPLE=ULONG_MAX,exclude=0;
-
-double *series,*coefs;
-double varianz,interval,min;
-double **center;
-
-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: all from file]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-x # of lines to be ignored [default: 0]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-c column to read [default: %u]\n",COLUMN);
-  fprintf(stderr,"\t-m embedding dimension [default: %d]\n",DIM);
-  fprintf(stderr,"\t-d delay [default: %d]\n",DELAY);
-  fprintf(stderr,"\t-p number of centers [default: %d]\n",CENTER);
-  fprintf(stderr,"\t-X deactivate drift [default: activated]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-s steps to forecast [default: %d]\n",STEP);
-  fprintf(stderr,"\t-n # of points for insample [default: # of data]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-L steps to cast [default: none]\n");
-  fprintf(stderr,"\t-o output file name [default: 'datafile'.rbf]\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,'p','u')) != NULL)
-    sscanf(out,"%u",&CENTER);
-  if ((out=check_option(in,n,'X','n')) != NULL)
-    setdrift=0;
-  if ((out=check_option(in,n,'s','u')) != NULL)
-    sscanf(out,"%u",&STEP);
-  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) {
-    MAKECAST=1;
-    sscanf(out,"%lu",&CLENGTH);
-  }
-  if ((out=check_option(in,n,'o','o')) != NULL) {
-    stdo=0;
-    if (strlen(out) > 0)
-      outfile=out;
-  }
-}
-
-double avdistance(void)
-{
-  int i,j,k;
-  double dist=0.0;
-  
-  for (i=0;i<CENTER;i++)
-    for (j=0;j<CENTER;j++)
-      if (i != j)
-       for (k=0;k<DIM;k++)
-         dist += sqr(center[i][k]-center[j][k]);
-
-  return sqrt(dist/(CENTER-1)/CENTER/DIM);
-}
-
-double rbf(double *act,double *cen)
-{
-  static double denum;
-  double r=0;
-  int i;
-
-  denum=2.0*varianz*varianz;
-
-  for (i=0;i<DIM;i++)
-    r += sqr(*(act-i*DELAY)-cen[i]);
-  
-  return exp(-r/denum);
-}
-
-void drift(void) 
-{
-  double *force,h,h1,step=1e-2,step1;
-  int i,j,k,l,d2=DIM;
-
-  check_alloc(force=(double*)malloc(sizeof(double)*d2));
-  for (l=0;l<20;l++) {
-    for (i=0;i<CENTER;i++) {
-      for (j=0;j<d2;j++) {
-        force[j]=0.0;
-        for (k=0;k<CENTER;k++) {
-          if (k != i) {
-            h=center[i][j]-center[k][j];
-            force[j] += h/sqr(h)/fabs(h);
-          }
-        }
-      }
-      h=0.0;
-      for (j=0;j<d2;j++) 
-        h += sqr(force[j]);
-      step1=step/sqrt(h);
-      for (j=0;j<d2;j++) {
-        h1 = step1*force[j];
-        if (((center[i][j]+h1) > -0.1) && ((center[i][j]+h1) < 1.1))
-          center[i][j] += h1;
-      }
-    }
-  }
-  free(force);
-}
-
-void make_fit(void)
-{
-  double **mat,*hcen;
-  double h;
-  int i,j,n,nst;
-
-  check_alloc(mat=(double**)malloc(sizeof(double*)*(CENTER+1)));
-  for (i=0;i<=CENTER;i++)
-    check_alloc(mat[i]=(double*)malloc(sizeof(double)*(CENTER+1)));
-  check_alloc(hcen=(double*)malloc(sizeof(double)*CENTER));
-
-  for (i=0;i<=CENTER;i++) {
-    coefs[i]=0.0;
-    for (j=0;j<=CENTER;j++)
-      mat[i][j]=0.0;
-  }
-
-  for (n=(DIM-1)*DELAY;n<INSAMPLE-STEP;n++) {
-    nst=n+STEP;
-    for (i=0;i<CENTER;i++)
-      hcen[i]=rbf(&series[n],center[i]);
-    coefs[0] += series[nst];
-    mat[0][0] += 1.0;
-    for (i=1;i<=CENTER;i++)
-      mat[i][0] += hcen[i-1];
-    for (i=1;i<=CENTER;i++) {
-      coefs[i] += series[nst]*(h=hcen[i-1]);
-      for (j=1;j<=i;j++)
-       mat[i][j] += h*hcen[j-1];
-    }
-  }
-  
-  h=(double)(INSAMPLE-STEP-(DIM-1)*DELAY);
-  for (i=0;i<=CENTER;i++) {
-    coefs[i] /= h;
-    for (j=0;j<=i;j++) {
-      mat[i][j] /= h;
-      mat[j][i]=mat[i][j];
-    }
-  }
-
-  solvele(mat,coefs,(unsigned int)(CENTER+1));
-
-  for (i=0;i<=CENTER;i++)
-    free(mat[i]);
-  free(mat);
-  free(hcen);
-}
-
-double forecast_error(unsigned long i0,unsigned long i1)
-{
-  int i,n;
-  double h,error=0.0;
-
-  for (n=i0+(DIM-1)*DELAY;n<i1-STEP;n++) {
-    h=coefs[0];
-    for (i=1;i<=CENTER;i++)
-      h += coefs[i]*rbf(&series[n],center[i-1]);
-    error += (series[n+STEP]-h)*(series[n+STEP]-h);
-  }
-  
-  return sqrt(error/(i1-i0-STEP-(DIM-1)*DELAY));
-}
-
-void make_cast(FILE *out)
-{
-  double *cast,new_el;
-  int i,n,dim;
-  
-  dim=(DIM-1)*DELAY;
-  check_alloc(cast=(double*)malloc(sizeof(double)*(dim+1)));
-  for (i=0;i<=dim;i++)
-    cast[i]=series[LENGTH-1-dim+i];
-  
-  for (n=0;n<CLENGTH;n++) {
-    new_el=coefs[0];
-    for (i=1;i<=CENTER;i++)
-      new_el += coefs[i]*rbf(&cast[dim],center[i-1]);
-    fprintf(out,"%e\n",new_el*interval+min);
-    for (i=0;i<dim;i++)
-      cast[i]=cast[i+1];
-    cast[dim]=new_el;
-  }
-}
-
-int main(int argc,char **argv)
-{
-  char stdi=0;
-  int i,j,cstep;
-  double sigma,av;
-  FILE *file=NULL;
-
-  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));
-      strcpy(outfile,infile);
-      strcat(outfile,".rbf");
-    }
-    else {
-      check_alloc(outfile=(char*)calloc((size_t)10,(size_t)1));
-      strcpy(outfile,"stdin.rbf");
-    }
-  }
-  if (!stdo)
-    test_outfile(outfile);
-
-  series=(double*)get_series(infile,&LENGTH,exclude,COLUMN,verbosity);
-  rescale_data(series,LENGTH,&min,&interval);
-  variance(series,LENGTH,&av,&varianz);
-
-  if (INSAMPLE > LENGTH)
-    INSAMPLE=LENGTH;
-  
-  if (CENTER > LENGTH) 
-    CENTER = LENGTH;
-  
-  if (MAKECAST)
-    STEP=1;
-  
-  check_alloc(coefs=(double*)malloc(sizeof(double)*(CENTER+1)));
-  check_alloc(center=(double**)malloc(sizeof(double*)*CENTER));
-  for (i=0;i<CENTER;i++)
-    check_alloc(center[i]=(double*)malloc(sizeof(double)*DIM));
-  
-  cstep=LENGTH-1-(DIM-1)*DELAY;
-  for (i=0;i<CENTER;i++)
-    for (j=0;j<DIM;j++)
-      center[i][j]=series[(DIM-1)*DELAY-j*DELAY+(i*cstep)/(CENTER-1)];
-
-  if (setdrift)
-    drift();
-  varianz=avdistance();
-  make_fit();
-
-  if (!stdo) {
-    file=fopen(outfile,"w");
-    if (verbosity&VER_INPUT)
-      fprintf(stderr,"Opened %s for writing\n",outfile);
-    fprintf(file,"#Center points used:\n");
-    for (i=0;i<CENTER;i++) {
-      fprintf(file,"#");
-      for (j=0;j<DIM;j++)
-       fprintf(file," %e",center[i][j]*interval+min);
-      fprintf(file,"\n");
-    }
-    fprintf(file,"#variance= %e\n",varianz*interval);
-    fprintf(file,"#Coefficients:\n");
-    fprintf(file,"#%e\n",coefs[0]*interval+min);
-    for (i=1;i<=CENTER;i++)
-      fprintf(file,"#%e\n",coefs[i]*interval);
-  }
-  else {
-    if (verbosity&VER_INPUT)
-      fprintf(stderr,"Writing to stdout\n");
-    fprintf(stdout,"#Center points used:\n");
-    for (i=0;i<CENTER;i++) {
-      fprintf(stdout,"#");
-      for (j=0;j<DIM;j++)
-       fprintf(stdout," %e",center[i][j]*interval+min);
-      fprintf(stdout,"\n");
-    }
-    fprintf(stdout,"#variance= %e\n",varianz*interval);
-    fprintf(stdout,"#Coefficients:\n");
-    fprintf(stdout,"#%e\n",coefs[0]*interval+min);
-    for (i=1;i<=CENTER;i++)
-      fprintf(stdout,"#%e\n",coefs[i]*interval);
-  }
-  av=sigma=0.0;
-  for (i=0;i<INSAMPLE;i++) {
-    av += series[i];
-    sigma += series[i]*series[i];
-  }
-  av /= INSAMPLE;
-  sigma=sqrt(fabs(sigma/INSAMPLE-av*av));
-  if (!stdo)
-    fprintf(file,"#insample error= %e\n",forecast_error(0LU,INSAMPLE)/sigma);
-  else
-    fprintf(stdout,"#insample error= %e\n",forecast_error(0LU,INSAMPLE)/sigma);
-
-  if (INSAMPLE < LENGTH) {
-    av=sigma=0.0;
-    for (i=INSAMPLE;i<LENGTH;i++) {
-      av += series[i];
-      sigma += series[i]*series[i];
-    }
-    av /= (LENGTH-INSAMPLE);
-    sigma=sqrt(fabs(sigma/(LENGTH-INSAMPLE)-av*av));
-    if (!stdout)
-      fprintf(file,"#out of sample error= %e\n",
-             forecast_error(INSAMPLE,LENGTH)/sigma);
-    else
-      fprintf(stdout,"#out of sample error= %e\n",
-             forecast_error(INSAMPLE,LENGTH)/sigma);
-  }
-
-  if (MAKECAST) {
-    if (!stdo)
-      make_cast(file);
-    else
-      make_cast(stdout);
-  }
-
-  if (!stdo)
-    fclose(file);
-
-  return 0;
-}