1 | #include "defs.h"
|
---|
2 | #include <stdio.h>
|
---|
3 | #include <stdlib.h>
|
---|
4 | #include <iostream.h>
|
---|
5 | #include <math.h>
|
---|
6 | #include <string.h>
|
---|
7 | #include <string>
|
---|
8 |
|
---|
9 | #if defined(__KCC__)
|
---|
10 | using std::string ;
|
---|
11 | #endif
|
---|
12 |
|
---|
13 | #include "generalfit.h"
|
---|
14 | #include "perrors.h"
|
---|
15 | #include "cvector.h"
|
---|
16 | #include "nbconst.h"
|
---|
17 | #include "tabmath.h"
|
---|
18 |
|
---|
19 | #define EPS_FIT_MIN 1.e-8
|
---|
20 |
|
---|
21 | //================================================================
|
---|
22 | // GeneralFunction
|
---|
23 | //================================================================
|
---|
24 |
|
---|
25 | //++
|
---|
26 | // Class GeneralFunction
|
---|
27 | // Lib Outils++
|
---|
28 | // include generalfit.h
|
---|
29 | //
|
---|
30 | // Classe de fonctions parametrees a plusieurs variables.
|
---|
31 | //| F[x1,x2,x3,...:a1,a2,a3,...]
|
---|
32 | //--
|
---|
33 |
|
---|
34 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
35 | //++
|
---|
36 | GeneralFunction::GeneralFunction(unsigned int nVar, unsigned int nPar)
|
---|
37 | //
|
---|
38 | // Creation d'une fonction de `nVar' variables et `nPar' parametres.
|
---|
39 | //| F[x(1),x(2),x(3),...x(nVar) : a(1),a(2),a(3),...,a(nPar)]
|
---|
40 | //--
|
---|
41 | : mNVar(nVar), mNPar(nPar)
|
---|
42 | {
|
---|
43 | DBASSERT( nVar > 0 && nPar > 0 );
|
---|
44 | deltaParm = new double[nPar];
|
---|
45 | tmpParm = new double[nPar];
|
---|
46 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
47 | }
|
---|
48 |
|
---|
49 | //++
|
---|
50 | GeneralFunction::~GeneralFunction()
|
---|
51 | //
|
---|
52 | //--
|
---|
53 | {
|
---|
54 | delete[] deltaParm;
|
---|
55 | delete[] tmpParm;
|
---|
56 | }
|
---|
57 |
|
---|
58 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
59 | //++
|
---|
60 | double GeneralFunction::Val_Der(double const xp[], double const* parm
|
---|
61 | , double *DgDpar)
|
---|
62 | //
|
---|
63 | // Valeur et Derivees de la fonction (fct virtuelle par defaut).
|
---|
64 | //--
|
---|
65 | {
|
---|
66 | for(int i=0;i<mNPar;i++) tmpParm[i] = parm[i];
|
---|
67 | {for(int i=0;i<mNPar;i++) {
|
---|
68 | double d = deltaParm[i];
|
---|
69 | if(d==0.) { DgDpar[i] = 0.; continue;}
|
---|
70 | tmpParm[i] -= d/2.;
|
---|
71 | double vg = Value(xp,tmpParm);
|
---|
72 | tmpParm[i] += d;
|
---|
73 | double vd = Value(xp,tmpParm);
|
---|
74 | DgDpar[i] = (vd - vg)/d;
|
---|
75 | tmpParm[i] = parm[i];
|
---|
76 | }}
|
---|
77 | return Value(xp, parm);
|
---|
78 | }
|
---|
79 |
|
---|
80 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
81 | //++
|
---|
82 | void GeneralFunction::SetDeltaParm(int numPar, double d)
|
---|
83 | //
|
---|
84 | // Definition de la variation du parametre numPar
|
---|
85 | // pour calculer la derivee automatiquement.
|
---|
86 | //--
|
---|
87 | {
|
---|
88 | DBASSERT(numPar >= 0 && numPar < mNPar);
|
---|
89 | deltaParm[numPar] = d;
|
---|
90 | }
|
---|
91 |
|
---|
92 | //++
|
---|
93 | void GeneralFunction::SetDeltaParm(double const* dparam)
|
---|
94 | //
|
---|
95 | // Idem precedente fonction mais pour tous les parametres
|
---|
96 | //--
|
---|
97 | {
|
---|
98 | for(int i=0;i<mNPar;i++) deltaParm[i] = dparam[i];
|
---|
99 | }
|
---|
100 |
|
---|
101 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
102 | // Rappel des inline functions pour commentaires
|
---|
103 | //++
|
---|
104 | // virtual double Value(double const xp[], double const* parm)=0;
|
---|
105 | // Valeur de la fonction a definir par l'utilisateur (fct virtuelle pure)
|
---|
106 | //--
|
---|
107 | //++
|
---|
108 | // inline int NVar() const
|
---|
109 | // Retourne le nombre de variables Xi
|
---|
110 | //--
|
---|
111 | //++
|
---|
112 | // inline int NPar() const
|
---|
113 | // Retourne le nombre de parametres Ai
|
---|
114 | //--
|
---|
115 |
|
---|
116 | //================================================================
|
---|
117 | // GeneralFunc
|
---|
118 | //================================================================
|
---|
119 |
|
---|
120 | //++
|
---|
121 | // Class GeneralFunc
|
---|
122 | // Lib Outils++
|
---|
123 | // include generalfit.h
|
---|
124 | //
|
---|
125 | // Classe de fonctions parametrees a plusieurs variables
|
---|
126 | // derivant de ``GeneralFunction''. Permet de definir
|
---|
127 | // une fonction a fiter sans passer par une classe derivee
|
---|
128 | // en utilisant l'ecriture courante du C. La fonction
|
---|
129 | // retournant les derivees par rapport aux parametres du fit
|
---|
130 | // peut etre egalement fournie (optionnel).
|
---|
131 | //--
|
---|
132 |
|
---|
133 | /////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
134 | //++
|
---|
135 | GeneralFunc::GeneralFunc(unsigned int nvar, unsigned int npar, double (*fun) (double const*, double const*)
|
---|
136 | , double (*funder) (double const*, double const*, double*) )
|
---|
137 | //
|
---|
138 | // Createur, on passe le nom ``fun'' de la fonction a la mode C.
|
---|
139 | // On peut optionellement egalement passer le nom de la fonction
|
---|
140 | // ``funder'' qui retourne les valeurs des derivees par rapport
|
---|
141 | // aux parametres du fit.
|
---|
142 | //--
|
---|
143 | //++
|
---|
144 | //| ----------------------
|
---|
145 | //| Exemple d'utilisation:
|
---|
146 | //| ----------------------
|
---|
147 | //| include "generalfit.h"
|
---|
148 | //| ...
|
---|
149 | //| double gaussc(double const* x,double const* p);
|
---|
150 | //| double d_gaussc(double const* x,double const* p,double* dp);
|
---|
151 | //| ...
|
---|
152 | //| main {
|
---|
153 | //| ...
|
---|
154 | //| // Fit SANS calcul automatique des derivees
|
---|
155 | //| GeneralFunc myfunc(2,7,gaussc);
|
---|
156 | //| GeneralFit myfit(&myfunc);
|
---|
157 | //| ...
|
---|
158 | //| myfit.Fit();
|
---|
159 | //| ...
|
---|
160 | //| // Fit AVEC calcul automatique des derivees
|
---|
161 | //| GeneralFunc myfunc(2,7,gaussc,d_gaussc);
|
---|
162 | //| GeneralFit myfit(&myfunc);
|
---|
163 | //| ...
|
---|
164 | //| myfit.Fit();
|
---|
165 | //| }
|
---|
166 | //--
|
---|
167 | //++
|
---|
168 | //| // Definition de la fonction a fitter a la mode C
|
---|
169 | //| double gaussc(double const* x,double const* p)
|
---|
170 | //| // Fonction: X=(x[0]-p[1])/p[3], Y=(x[1]-p[2])/p[4],
|
---|
171 | //| // f = p[0]*exp{-0.5*[X^2+Y^2-2*p[5]*X*Y]} + p[6]
|
---|
172 | //| {
|
---|
173 | //| double X = (x[0]-p[1])/p[3];
|
---|
174 | //| double Y = (x[1]-p[2])/p[4];
|
---|
175 | //| return p[0]*exp(-(X*X+Y*Y-2*p[5]*X*Y)/2)+p[6];
|
---|
176 | //| }
|
---|
177 | //| // Definition de la fonction des derivees / parametres
|
---|
178 | //| // Cette fonction retourne aussi la valeur de la fonction a fitter.
|
---|
179 | //| double d_gaussc(double const* x,double const* p,double* dp)
|
---|
180 | //| {
|
---|
181 | //| dp[0] = derivee de gaussc par rapport au parametre p[0]
|
---|
182 | //| ...
|
---|
183 | //| dp[6] = derivee de gaussc par rapport au parametre p[6]
|
---|
184 | //| return gaussc(x,p);
|
---|
185 | //| }
|
---|
186 | //--
|
---|
187 | : GeneralFunction(nvar,npar), tmpFun(fun), tmpFunDer(funder)
|
---|
188 | {
|
---|
189 | }
|
---|
190 |
|
---|
191 | GeneralFunc::~GeneralFunc()
|
---|
192 | {
|
---|
193 | }
|
---|
194 |
|
---|
195 | double GeneralFunc::Value(double const xp[], double const* Par)
|
---|
196 | {
|
---|
197 | return tmpFun(xp,Par);
|
---|
198 | }
|
---|
199 |
|
---|
200 | double GeneralFunc::Val_Der(double const xp[],double const* parm, double* DgDpar)
|
---|
201 | {
|
---|
202 | if(tmpFunDer) return tmpFunDer(xp,parm,DgDpar);
|
---|
203 | else return GeneralFunction::Val_Der(xp,parm,DgDpar);
|
---|
204 | }
|
---|
205 |
|
---|
206 | //================================================================
|
---|
207 | // GeneralXi2
|
---|
208 | //================================================================
|
---|
209 |
|
---|
210 | //++
|
---|
211 | // Class GeneralXi2
|
---|
212 | // Lib Outils++
|
---|
213 | // include generalfit.h
|
---|
214 | //
|
---|
215 | // Classe de Xi2 a plusieurs parametres.
|
---|
216 | //| Xi2[a1,a2,a3,...]
|
---|
217 | //--
|
---|
218 |
|
---|
219 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
220 | //++
|
---|
221 | GeneralXi2::GeneralXi2(unsigned int nPar)
|
---|
222 | //
|
---|
223 | // Creation d'un Xi2 de `nPar' parametres.
|
---|
224 | //| Xi2[a(1),a(2),a(3),...,a(nPar)]
|
---|
225 | //--
|
---|
226 | : mNPar(nPar)
|
---|
227 | {
|
---|
228 | DBASSERT( nPar>0 );
|
---|
229 | deltaParm = new double[nPar];
|
---|
230 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
231 | }
|
---|
232 |
|
---|
233 | //++
|
---|
234 | GeneralXi2::~GeneralXi2()
|
---|
235 | //
|
---|
236 | //--
|
---|
237 | {
|
---|
238 | delete[] deltaParm;
|
---|
239 | }
|
---|
240 |
|
---|
241 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
242 | //++
|
---|
243 | double GeneralXi2::Derivee(GeneralFitData& data, int i, double* parm)
|
---|
244 | //
|
---|
245 | // Derivee du Xi2 par rapport au parametre `i'
|
---|
246 | // pour les valeurs `parm' des parametres.
|
---|
247 | //--
|
---|
248 | {
|
---|
249 | int dum;
|
---|
250 | double d = deltaParm[i];
|
---|
251 | parm[i] -= d/2.;
|
---|
252 | double vg = Value(data, parm,dum);
|
---|
253 | parm[i] += d;
|
---|
254 | double vd = Value(data, parm,dum);
|
---|
255 | parm[i] -= d/2.;
|
---|
256 | return (vd - vg)/d;
|
---|
257 | }
|
---|
258 |
|
---|
259 | //++
|
---|
260 | double GeneralXi2::Derivee2(GeneralFitData& data, int i, int j, double* parm)
|
---|
261 | //
|
---|
262 | // Derivee seconde du Xi2 par rapport aux parametres `i' et `j'
|
---|
263 | // pour les valeurs `parm' des parametres. Attention, cette fonction
|
---|
264 | // calcule d/di(dC2/dj), valeur qui est numeriquement differente
|
---|
265 | // de d/dj(dC2/di).
|
---|
266 | //--
|
---|
267 | //++
|
---|
268 | //|
|
---|
269 | //| **** Remarque: Derivee2 = dXi2/dPi.dPj represente le Hessien.
|
---|
270 | //| Derivee2(k,l)= dXi2/dPk.dPl
|
---|
271 | //| = 2*SUMi{1/Si^2*[df(xi;P)/dPk * df(xi;P)/dPl]
|
---|
272 | //| + [yi-f(xi;P)] * df(xi;P)/dPk.dPl }
|
---|
273 | //| ou (xi,yi) sont les points de mesure. "Si" l'erreur sur le point i
|
---|
274 | //| SUMi represente la somme sur les points de mesure
|
---|
275 | //| f(x;P) represente le modele parametrique a fitter
|
---|
276 | //| "P" represente l'ensemble des parametres et "Pi" le ieme parametre
|
---|
277 | //| Les composantes du Hessien dependent des derivees 1ere et 2sd du modele
|
---|
278 | //| a fitter f(x;P) selon les parametres "Pi". La prise en compte des derivees
|
---|
279 | //| secondes est un facteur destabilisant. De plus le facteur [yi-f(xi;P)]
|
---|
280 | //| devant la derivee 2sd est seulement l'erreur de mesure aleatoire qui
|
---|
281 | //| n'est pas correlee avec le modele. Le terme avec la derivee 2sd
|
---|
282 | //| tend donc a s'annuler et peut donc etre omis.
|
---|
283 | //| (cf. Numerical Recipes in C, chap 15 Modeling of Data, Nonlinear Models,
|
---|
284 | //| Calculation of the Gradient and Hessian p682,683)
|
---|
285 | //|
|
---|
286 | //| **** Conseil: Il est conseille a l'utilisateur de sur-ecrire
|
---|
287 | //| la fonction virtuelle Derivee2 et de la remplacer par:
|
---|
288 | //| Derivee2(k,l) = 2*SUMi{1/Si^2*[df(xi;P)/dPk * df(xi;P)/dPl]}
|
---|
289 | //--
|
---|
290 | {
|
---|
291 | double d = deltaParm[i];
|
---|
292 | parm[i] -= d/2.;
|
---|
293 | double vg = Derivee(data,j,parm);
|
---|
294 | parm[i] += d;
|
---|
295 | double vd = Derivee(data,j,parm);
|
---|
296 | parm[i] -= d/2.;
|
---|
297 | d = (vd - vg)/d;
|
---|
298 | return d;
|
---|
299 | }
|
---|
300 |
|
---|
301 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
302 | //++
|
---|
303 | void GeneralXi2::SetDeltaParm(int numPar, double d)
|
---|
304 | //
|
---|
305 | // Definition de la variation du parametre numPar
|
---|
306 | // pour calculer la derivee automatiquement.
|
---|
307 | //--
|
---|
308 | {
|
---|
309 | DBASSERT(numPar >= 0 && numPar < mNPar);
|
---|
310 |
|
---|
311 | deltaParm[numPar] = d;
|
---|
312 | }
|
---|
313 |
|
---|
314 | //++
|
---|
315 | void GeneralXi2::SetDeltaParm(double const* dparam)
|
---|
316 | //
|
---|
317 | // Idem precedente fonction mais pour tous les parametres.
|
---|
318 | //--
|
---|
319 | {
|
---|
320 | for(int i=0;i<mNPar;i++) deltaParm[i] = dparam[i];
|
---|
321 | }
|
---|
322 |
|
---|
323 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
324 | // Rappel des inline functions pour commentaires
|
---|
325 | //++
|
---|
326 | // virtual double Value(GeneralFitData& data, double const* parm, int& ndataused)=0;
|
---|
327 | // Valeur du Xi2 a definir par l'utilisateur (fct virtuelle pure)
|
---|
328 | // a partir des donnees de `data'. l'utilisateur doit egalement
|
---|
329 | // retourner le nombre de points de mesure utilises dans le calcul
|
---|
330 | // du Xi2 (`ndataused').
|
---|
331 | //--
|
---|
332 | //++
|
---|
333 | // inline int NPar() const
|
---|
334 | // Retourne le nombre de parametres Ai.
|
---|
335 | //--
|
---|
336 |
|
---|
337 | //================================================================
|
---|
338 | // GeneralFit
|
---|
339 | //================================================================
|
---|
340 | // Christophe 8/11/93 La Silla
|
---|
341 | // re-codage C++ 16/01/96 Saclay
|
---|
342 |
|
---|
343 | //++
|
---|
344 | // Class GeneralFit
|
---|
345 | // Lib Outils++
|
---|
346 | // include generalfit.h
|
---|
347 | //
|
---|
348 | // Classe de fit d'une GeneralFunction sur une GeneralFitData
|
---|
349 | //--
|
---|
350 |
|
---|
351 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
352 | //++
|
---|
353 | GeneralFit::GeneralFit(GeneralFunction* f)
|
---|
354 | //
|
---|
355 | // Creation d'une classe de fit pour la `GeneralFunction f'.
|
---|
356 | //--
|
---|
357 | : mNVar (f->NVar()),
|
---|
358 | mNPar (f->NPar()),
|
---|
359 | mFunction (f),
|
---|
360 | mFuncXi2 (NULL),
|
---|
361 |
|
---|
362 | Param (f->NPar()),
|
---|
363 | errParam (f->NPar()),
|
---|
364 | stepParam (f->NPar()),
|
---|
365 | minParam (f->NPar()),
|
---|
366 | maxParam (f->NPar()),
|
---|
367 | minStepDeriv (f->NPar()),
|
---|
368 | Eps (f->NPar()),
|
---|
369 |
|
---|
370 | ATGA (f->NPar(), f->NPar()),
|
---|
371 | BETA (f->NPar()),
|
---|
372 | ATGA_Try (f->NPar(), f->NPar()),
|
---|
373 | BETA_Try (f->NPar()),
|
---|
374 | C (f->NPar()),
|
---|
375 | D (f->NPar())
|
---|
376 | {
|
---|
377 | DBASSERT(mNVar>0 && mNPar>0);
|
---|
378 | DBASSERT(mNPar<1000000);
|
---|
379 |
|
---|
380 | TRY {
|
---|
381 | General_Init();
|
---|
382 | } CATCHALL {
|
---|
383 | THROW_SAME;
|
---|
384 | } ENDTRY
|
---|
385 |
|
---|
386 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
387 | }
|
---|
388 |
|
---|
389 | //++
|
---|
390 | GeneralFit::GeneralFit(GeneralXi2* f)
|
---|
391 | //
|
---|
392 | // Creation d'une classe de fit pour le `GeneralXi2 f'.
|
---|
393 | // L'emploi de cette methode n'est pas conseillee car elle
|
---|
394 | // calcule automatiquement la derivee 2sd du Xi2 par rapport
|
---|
395 | // aux parametres, ce qui entraine un manque de robustesse
|
---|
396 | // et qui ne garanti pas que la matrice de covariance soit
|
---|
397 | // definie positive (il est possible de surecrire
|
---|
398 | // la methode virtuelle Derivee2 pour palier ce probleme).
|
---|
399 | //--
|
---|
400 | : mNVar (0),
|
---|
401 | mNPar (f->NPar()),
|
---|
402 | mFunction (NULL),
|
---|
403 | mFuncXi2 (f),
|
---|
404 |
|
---|
405 | Param (f->NPar()),
|
---|
406 | errParam (f->NPar()),
|
---|
407 | stepParam (f->NPar()),
|
---|
408 | minParam (f->NPar()),
|
---|
409 | maxParam (f->NPar()),
|
---|
410 | minStepDeriv (f->NPar()),
|
---|
411 | Eps (f->NPar()),
|
---|
412 |
|
---|
413 | ATGA (f->NPar(), f->NPar()),
|
---|
414 | BETA (f->NPar()),
|
---|
415 | ATGA_Try (f->NPar(), f->NPar()),
|
---|
416 | BETA_Try (f->NPar()),
|
---|
417 | C (f->NPar()),
|
---|
418 | D (f->NPar())
|
---|
419 | {
|
---|
420 | DBASSERT( mNPar>0 );
|
---|
421 | DBASSERT( mNPar < 1000000 );
|
---|
422 |
|
---|
423 | TRY {
|
---|
424 | General_Init();
|
---|
425 | } CATCHALL {
|
---|
426 | THROW_SAME;
|
---|
427 | } ENDTRY
|
---|
428 |
|
---|
429 | END_CONSTRUCTOR
|
---|
430 | }
|
---|
431 |
|
---|
432 | //
|
---|
433 | void GeneralFit::General_Init(void)
|
---|
434 | // Initialisation des diverses variables
|
---|
435 | {
|
---|
436 | mNtry = 0;
|
---|
437 | mNParFree = mNPar;
|
---|
438 | mNParBound = 0;
|
---|
439 |
|
---|
440 | mData = NULL;
|
---|
441 |
|
---|
442 | fixParam = NULL;
|
---|
443 | boundParam = NULL;
|
---|
444 | nameParam = NULL;
|
---|
445 |
|
---|
446 | Lambda_Fac = 10.;
|
---|
447 | stopChi2 = 0.01;
|
---|
448 | maxStep = 100;
|
---|
449 | nStopMx = 3;
|
---|
450 | stopChi2SMx = stopChi2;
|
---|
451 | nStopLent = 0;
|
---|
452 | debugLevel = 0;
|
---|
453 | FileStep = NULL;
|
---|
454 |
|
---|
455 | Chi2 = 0.;
|
---|
456 | mNddl = -1;
|
---|
457 | nStep = 0;
|
---|
458 | nStop = 0;
|
---|
459 | nStopL = 0;
|
---|
460 | Lambda = 0.001;
|
---|
461 |
|
---|
462 | GetIntEnv("PDEBUG_GENERALFIT",debugLevel);
|
---|
463 |
|
---|
464 | TRY {
|
---|
465 | fixParam = new unsigned short int[mNPar];
|
---|
466 | boundParam = new unsigned short int[mNPar];
|
---|
467 | nameParam = new string[mNPar];
|
---|
468 | } CATCHALL {
|
---|
469 | cout<<"GeneralFit::GeneralFit Impossible d'allouer l'espace"<<endl;
|
---|
470 | THROW_SAME;
|
---|
471 | } ENDTRY
|
---|
472 |
|
---|
473 | Param = (double) 0.;
|
---|
474 | errParam = (double) 0.;
|
---|
475 | stepParam = (double) 1.;
|
---|
476 | minParam = (double) 1.;
|
---|
477 | maxParam = (double) -1.;
|
---|
478 | minStepDeriv = (double) 0.;
|
---|
479 | Eps = (double) EPS_FIT_MIN;
|
---|
480 | char str[8];
|
---|
481 | for(int i=0;i<mNPar;i++) {
|
---|
482 | sprintf(str,"P%d",i);
|
---|
483 | fixParam[i] = 0;
|
---|
484 | boundParam[i] = 0;
|
---|
485 | nameParam[i] = str;
|
---|
486 | }
|
---|
487 | }
|
---|
488 |
|
---|
489 | //++
|
---|
490 | GeneralFit::~GeneralFit()
|
---|
491 | //
|
---|
492 | //--
|
---|
493 | {
|
---|
494 | delete[] fixParam;
|
---|
495 | delete[] boundParam;
|
---|
496 | delete[] nameParam;
|
---|
497 | if(FileStep!=NULL) fclose(FileStep);
|
---|
498 | }
|
---|
499 |
|
---|
500 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
501 | //++
|
---|
502 | void GeneralFit::WriteStep(char *filename)
|
---|
503 | //
|
---|
504 | // Pour ecrire les iterations dans le fichier filename
|
---|
505 | //--
|
---|
506 | {
|
---|
507 |
|
---|
508 | #if defined(__DECCXX) || defined(__KCC__) || defined(__aCC__)
|
---|
509 | if(filename==NULL) filename = const_cast<char *>("generalfit.iter");
|
---|
510 | #else
|
---|
511 | if(filename==NULL) filename = "generalfit.iter";
|
---|
512 | #endif
|
---|
513 | FileStep = fopen(filename,"w");
|
---|
514 | if(FileStep==NULL) THROW(nullPtrErr);
|
---|
515 | }
|
---|
516 |
|
---|
517 | //++
|
---|
518 | void GeneralFit::SetDebug(int level)
|
---|
519 | //
|
---|
520 | // Niveau de debug
|
---|
521 | // (voir aussi la variable d'environnement PDEBUG_GENERALFIT).
|
---|
522 | //--
|
---|
523 | {
|
---|
524 | debugLevel = ( level < 0 ) ? 0: level;
|
---|
525 | if(debugLevel>0) cout<<"SetDebug_level "<<debugLevel<<endl;
|
---|
526 | }
|
---|
527 |
|
---|
528 | //++
|
---|
529 | void GeneralFit::SetMaxStep(int n)
|
---|
530 | //
|
---|
531 | // Nombre maximum d'iterations permis.
|
---|
532 | //--
|
---|
533 | {
|
---|
534 | maxStep = ( n <= 1 ) ? 100: n;
|
---|
535 | if(debugLevel>0) cout<<"SetMaxStep "<<maxStep<<endl;
|
---|
536 | }
|
---|
537 |
|
---|
538 | //++
|
---|
539 | void GeneralFit::SetLambda_Fac(double fac)
|
---|
540 | //
|
---|
541 | // Facteur de multiplication/division de Lambda selon
|
---|
542 | // que le Chi2 a augmente ou diminue.
|
---|
543 | //--
|
---|
544 | {
|
---|
545 | Lambda_Fac = (fac>1.) ? fac : 10.;
|
---|
546 | }
|
---|
547 |
|
---|
548 | //++
|
---|
549 | void GeneralFit::SetStopChi2(double s)
|
---|
550 | //
|
---|
551 | // Critere de convergence sur le Chi2.
|
---|
552 | //--
|
---|
553 | {
|
---|
554 | stopChi2 = ( s <= 0. ) ? 0.01: s;
|
---|
555 | if(debugLevel>0) cout<<"SetStopChi2 "<<stopChi2<<endl;
|
---|
556 | }
|
---|
557 |
|
---|
558 | //++
|
---|
559 | void GeneralFit::SetEps(double ep)
|
---|
560 | //
|
---|
561 | // Precision des calculs (cf descriptif general).
|
---|
562 | //--
|
---|
563 | {
|
---|
564 | ep = (ep<=0.) ? EPS_FIT_MIN: ep;
|
---|
565 | if(debugLevel>0) cout<<"SetEps "<<ep<<endl;
|
---|
566 | for(int i=0;i<mNPar;i++) SetEps(i,ep);
|
---|
567 | }
|
---|
568 |
|
---|
569 | //++
|
---|
570 | void GeneralFit::SetEps(int n,double ep)
|
---|
571 | //
|
---|
572 | // Precision des calculs pour le parametre n.
|
---|
573 | //--
|
---|
574 | {
|
---|
575 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
576 | Eps(n) = (ep<=0.) ? EPS_FIT_MIN: ep;
|
---|
577 | if(debugLevel>0) cout<<"SetEps("<<n<<") = "<<Eps(n)<<endl;
|
---|
578 | }
|
---|
579 |
|
---|
580 | //++
|
---|
581 | void GeneralFit::SetStopMx(int nstopmx,double stopchi2)
|
---|
582 | //
|
---|
583 | // Critere de convergence sur le nombre de stop en chi2
|
---|
584 | // dans le cas ou le chi2 augmente de moins de stopchi2
|
---|
585 | // (cf descriptif general).
|
---|
586 | // Si nstopmx<=0, alors ce critere de convergence n'est pas applique.
|
---|
587 | // Si stopchi2<=0, alors la valeur generale mise par SetStopChi2()
|
---|
588 | // est utilisee.
|
---|
589 | //--
|
---|
590 | {
|
---|
591 | nStopMx = (nstopmx>0) ? nstopmx : 0;
|
---|
592 | stopChi2SMx = (stopchi2>0.) ? stopchi2 : stopChi2;
|
---|
593 | if(debugLevel>0) cout<<"SetStopMx: nStopMx="<<nStopMx
|
---|
594 | <<" stopChi2SMx="<<stopChi2SMx<<endl;
|
---|
595 | }
|
---|
596 |
|
---|
597 | //++
|
---|
598 | void GeneralFit::SetStopLent(int nstoplent)
|
---|
599 | //
|
---|
600 | // Critere de convergence sur le nombre de stop en chi2
|
---|
601 | // dans le cas ou le chi2 diminue (cf descriptif general).
|
---|
602 | // Si nstopl<=0, alors ce critere de convergence n'est pas applique.
|
---|
603 | //--
|
---|
604 | {
|
---|
605 | nStopLent = (nstoplent>0) ? nstoplent : 0;
|
---|
606 | if(debugLevel>0) cout<<"SetStopLent "<<nStopLent<<endl;
|
---|
607 | }
|
---|
608 |
|
---|
609 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
610 | //++
|
---|
611 | void GeneralFit::SetFunction(GeneralFunction* f)
|
---|
612 | //
|
---|
613 | // Pour changer la fonction a fitter en cours de route
|
---|
614 | // (On ne peut passer d'un fit sur une GeneralFunction
|
---|
615 | // a un fit sur un GeneralXi2 sans recreer la classe).
|
---|
616 | //--
|
---|
617 | {
|
---|
618 | DBASSERT( mFuncXi2 == NULL );
|
---|
619 | DBASSERT( f != NULL );
|
---|
620 | DBASSERT( f->NVar() == mNVar );
|
---|
621 | DBASSERT( f->NPar() == mNPar );
|
---|
622 | mFunction = f;
|
---|
623 | if(debugLevel>0) cout<<"SetFunction "<<mFunction<<endl;
|
---|
624 | }
|
---|
625 |
|
---|
626 | //++
|
---|
627 | void GeneralFit::SetFuncXi2(GeneralXi2* f)
|
---|
628 | //
|
---|
629 | // Pour changer le Xi2 a fitter en cours de route
|
---|
630 | // (On ne peut passer d'un fit sur une GeneralFunction
|
---|
631 | // a un fit sur un GeneralXi2 sans recreer la classe).
|
---|
632 | //--
|
---|
633 | {
|
---|
634 | DBASSERT( mFunction == NULL );
|
---|
635 | DBASSERT( f != NULL );
|
---|
636 | DBASSERT( f->NPar() == mNPar );
|
---|
637 | mFuncXi2 = f;
|
---|
638 | if(debugLevel>0) cout<<"SetFuncXi2 "<<mFuncXi2<<endl;
|
---|
639 | }
|
---|
640 |
|
---|
641 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
642 | //++
|
---|
643 | void GeneralFit::SetData(GeneralFitData* data)
|
---|
644 | //
|
---|
645 | // Pour connecter une structure de donnees.
|
---|
646 | //--
|
---|
647 | {
|
---|
648 | DBASSERT( data->NVar()==mNVar || mFunction==NULL );
|
---|
649 | mData = data;
|
---|
650 | mNddl = mData->NDataGood() - mNParFree;
|
---|
651 | if(debugLevel>0)
|
---|
652 | cout<<"SetData "<<mData<<" data pour "<<mNddl<<" ddl"<<endl;
|
---|
653 | }
|
---|
654 |
|
---|
655 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
656 | //++
|
---|
657 | void GeneralFit::SetParam(int n,double value,double step
|
---|
658 | ,double min,double max)
|
---|
659 | //
|
---|
660 | // Definition du parametre "n" a fitter.
|
---|
661 | //--
|
---|
662 | {
|
---|
663 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
664 |
|
---|
665 | Param(n) = value;
|
---|
666 | if(step>0.) {
|
---|
667 | if( fixParam[n] ) { fixParam[n]=0; mNParFree++;}
|
---|
668 | } else {
|
---|
669 | if( ! fixParam[n] ) { fixParam[n]=1; mNParFree--;}
|
---|
670 | }
|
---|
671 | stepParam(n) = step;
|
---|
672 | minParam(n) = min;
|
---|
673 | maxParam(n) = max;
|
---|
674 | if(max>min) {
|
---|
675 | if( ! boundParam[n] ) {boundParam[n]=1; mNParBound++;}
|
---|
676 | } else {
|
---|
677 | if( boundParam[n] ) {boundParam[n]=0; mNParBound--;}
|
---|
678 | }
|
---|
679 |
|
---|
680 | if(debugLevel) {cout<<"Set_"; PrintParm(n);}
|
---|
681 | }
|
---|
682 |
|
---|
683 | //++
|
---|
684 | void GeneralFit::SetParam(int n, string const& name
|
---|
685 | ,double value,double step,double min,double max)
|
---|
686 | //
|
---|
687 | // Definition du parametre "n" a fitter
|
---|
688 | //--
|
---|
689 | {
|
---|
690 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
691 | SetParam(n,value,step,min,max);
|
---|
692 | nameParam[n] = name;
|
---|
693 | if(debugLevel) {cout<<"Set_Param "; PrintParm(n);}
|
---|
694 | }
|
---|
695 |
|
---|
696 | //++
|
---|
697 | void GeneralFit::SetParam(int n,double value)
|
---|
698 | //
|
---|
699 | // Definition du parametre "n" a fitter
|
---|
700 | //--
|
---|
701 | {
|
---|
702 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
703 | Param(n) = value;
|
---|
704 | if(debugLevel) {cout<<"Set_Param "; PrintParm(n);}
|
---|
705 | }
|
---|
706 |
|
---|
707 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
708 | //++
|
---|
709 | void GeneralFit::SetStep(int n,double step)
|
---|
710 | //
|
---|
711 | // Definition du pas de depart du parametre "n"
|
---|
712 | // Si negatif ou nul, parametre fixe.
|
---|
713 | //--
|
---|
714 | {
|
---|
715 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
716 | if(step>0.) {
|
---|
717 | if( fixParam[n] ) { fixParam[n]=0; mNParFree++;}
|
---|
718 | } else {
|
---|
719 | if( ! fixParam[n] ) { fixParam[n]=1; mNParFree--;}
|
---|
720 | }
|
---|
721 | stepParam(n) = step;
|
---|
722 | if(debugLevel) {cout<<"Set_Step"; PrintParm(n);}
|
---|
723 | }
|
---|
724 |
|
---|
725 | //++
|
---|
726 | void GeneralFit::SetMinStepDeriv(int i,double val)
|
---|
727 | //
|
---|
728 | // Definition du pas minimum `val' pour le parametre `i'
|
---|
729 | // pouvant etre utilise dans le calcul automatique des derivees
|
---|
730 | // (soit de la fonction, soit du Xi2 selon les parametres du fit).
|
---|
731 | // Si nul pas de limite, si negatif alors `EPS(i)' (cf SetEps).
|
---|
732 | // Inutile dans le cas ou les derivees sont donnees
|
---|
733 | // par l'utilisateur.
|
---|
734 | //--
|
---|
735 | {
|
---|
736 | DBASSERT(i>=0 && i<mNPar);
|
---|
737 | if(val<0.) minStepDeriv(i) = Eps(i);
|
---|
738 | else minStepDeriv(i) = val;
|
---|
739 | if(debugLevel>0) cout<<"SetMinStepDeriv("<<i<<") = "<<minStepDeriv(i)<<endl;
|
---|
740 | }
|
---|
741 |
|
---|
742 | //++
|
---|
743 | void GeneralFit::SetMinStepDeriv(double val)
|
---|
744 | //
|
---|
745 | // Definition du pas minimum `val' pour tout les parametres
|
---|
746 | // (voir description SetMinStepDeriv ci-dessus).
|
---|
747 | //--
|
---|
748 | {
|
---|
749 | if(debugLevel>0) cout<<"SetMinStepDeriv "<<val<<endl;
|
---|
750 | for(int i=0;i<mNPar;i++) SetMinStepDeriv(i,val);
|
---|
751 | }
|
---|
752 |
|
---|
753 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
754 | //++
|
---|
755 | void GeneralFit::SetBound(int n, double min, double max)
|
---|
756 | //
|
---|
757 | // Definition des bornes du parametre "n"
|
---|
758 | // Si max<=min, parametre non-borne.
|
---|
759 | //--
|
---|
760 | {
|
---|
761 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar && max>min);
|
---|
762 |
|
---|
763 | minParam(n) = min;
|
---|
764 | maxParam(n) = max;
|
---|
765 | if( ! boundParam[n] ) {
|
---|
766 | boundParam[n] = 1;
|
---|
767 | mNParBound++;
|
---|
768 | if(debugLevel>0)
|
---|
769 | cout<<"SetBound "<<n<<" min="<<min<<" max="<<max
|
---|
770 | <<" (Nbound="<<mNParBound<<")"<<endl;
|
---|
771 | }
|
---|
772 | }
|
---|
773 |
|
---|
774 | //++
|
---|
775 | void GeneralFit::SetBound(int n)
|
---|
776 | //
|
---|
777 | // Pour re-borner le parametre "n" aux bornes par defaut
|
---|
778 | //--
|
---|
779 | {
|
---|
780 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar && maxParam(n)>minParam(n));
|
---|
781 | SetBound(n,minParam(n),maxParam(n));
|
---|
782 | }
|
---|
783 |
|
---|
784 | //++
|
---|
785 | void GeneralFit::SetUnBound(int n)
|
---|
786 | //
|
---|
787 | // Pour ne plus borner le parametre "n"
|
---|
788 | //--
|
---|
789 | {
|
---|
790 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
791 |
|
---|
792 | if( boundParam[n] ) {
|
---|
793 | boundParam[n] = 0;
|
---|
794 | mNParBound++;
|
---|
795 | if(debugLevel>0) cout<<" SetUnBound "<<n
|
---|
796 | <<" (Nbound="<<mNParBound<<")"<<endl;
|
---|
797 | }
|
---|
798 | }
|
---|
799 |
|
---|
800 | //++
|
---|
801 | void GeneralFit::SetUnBound()
|
---|
802 | //
|
---|
803 | // Pour ne plus borner tous les parametres
|
---|
804 | //--
|
---|
805 | {
|
---|
806 | for(int i=0;i<mNPar;i++) SetUnBound(i);
|
---|
807 | }
|
---|
808 |
|
---|
809 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
810 | //++
|
---|
811 | void GeneralFit::SetFix(int n,double v)
|
---|
812 | //
|
---|
813 | // Pour fixer le parametre "n" a la valeur "v"
|
---|
814 | //--
|
---|
815 | {
|
---|
816 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
817 |
|
---|
818 | Param(n) = v;
|
---|
819 | if( ! fixParam[n] ) {
|
---|
820 | fixParam[n] = 1;
|
---|
821 | mNParFree--;
|
---|
822 | }
|
---|
823 | if(debugLevel>0) cout<<" SetFix "<<n
|
---|
824 | <<" v="<<v
|
---|
825 | <<" (Nfree="<<mNParFree
|
---|
826 | <<")"<<endl;
|
---|
827 | }
|
---|
828 |
|
---|
829 | //++
|
---|
830 | void GeneralFit::SetFix(int n)
|
---|
831 | //
|
---|
832 | // Pour fixer le parametre "n" a la valeur par defaut
|
---|
833 | //--
|
---|
834 | {
|
---|
835 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
836 | SetFix(n,Param(n));
|
---|
837 | }
|
---|
838 |
|
---|
839 | //++
|
---|
840 | void GeneralFit::SetFree(int n)
|
---|
841 | //
|
---|
842 | // Pour liberer le parametre "n"
|
---|
843 | //--
|
---|
844 | {
|
---|
845 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
846 |
|
---|
847 | if( fixParam[n] ) {
|
---|
848 | fixParam[n] = 0;
|
---|
849 | mNParFree++;
|
---|
850 | if(debugLevel>0) cout<<" SetFree "<<n
|
---|
851 | <<" Step "<<stepParam(n)
|
---|
852 | <<" (Nfree="<<mNParFree<<")"<<endl;
|
---|
853 | if(stepParam(n)<=0.)
|
---|
854 | cout<<"ATTENTION SetFree["<<n<<"] avec step<=0 "
|
---|
855 | <<stepParam(n)<<endl;
|
---|
856 | }
|
---|
857 | }
|
---|
858 |
|
---|
859 | //++
|
---|
860 | void GeneralFit::SetFree()
|
---|
861 | //
|
---|
862 | // Pour liberer tous les parametres
|
---|
863 | //--
|
---|
864 | {
|
---|
865 | for(int i=0;i<mNPar;i++) SetFree(i);
|
---|
866 | }
|
---|
867 |
|
---|
868 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
869 | //++
|
---|
870 | double GeneralFit::GetParm(int n)
|
---|
871 | //
|
---|
872 | // Retourne la valeur du parametre "n"
|
---|
873 | //--
|
---|
874 | {
|
---|
875 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
876 | return Param(n);
|
---|
877 | }
|
---|
878 |
|
---|
879 | //++
|
---|
880 | Vector GeneralFit::GetParm()
|
---|
881 | //
|
---|
882 | // Retourne les valeurs des parametres dans un vecteur.
|
---|
883 | //--
|
---|
884 | {
|
---|
885 | return Param;
|
---|
886 | }
|
---|
887 |
|
---|
888 | //++
|
---|
889 | double GeneralFit::GetParmErr(int n)
|
---|
890 | //
|
---|
891 | // Retourne la valeur de l'erreur du parametre "n"
|
---|
892 | //--
|
---|
893 | {
|
---|
894 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
895 | return errParam(n);
|
---|
896 | }
|
---|
897 |
|
---|
898 | //++
|
---|
899 | double GeneralFit::GetCoVar(int i,int j)
|
---|
900 | //
|
---|
901 | // Retourne la covariance pour les parametre `i' et `j'
|
---|
902 | //--
|
---|
903 | {
|
---|
904 | DBASSERT(i>=0 && i<mNPar && j>=0 && j<mNPar);
|
---|
905 | return ATGA(i,j);
|
---|
906 | }
|
---|
907 |
|
---|
908 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
909 | //++
|
---|
910 | double GeneralFit::GetStep(int n)
|
---|
911 | //
|
---|
912 | // Retourne la valeur du pas du parametre "n"
|
---|
913 | //--
|
---|
914 | {
|
---|
915 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
916 | return stepParam(n);
|
---|
917 | }
|
---|
918 |
|
---|
919 | //++
|
---|
920 | double GeneralFit::GetMax(int n)
|
---|
921 | //
|
---|
922 | // Retourne la valeur de la borne superieure du parametre "n"
|
---|
923 | //--
|
---|
924 | {
|
---|
925 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
926 | return maxParam(n);
|
---|
927 | }
|
---|
928 |
|
---|
929 | //++
|
---|
930 | double GeneralFit::GetMin(int n)
|
---|
931 | //
|
---|
932 | // Retourne la valeur de la borne inferieure du parametre "n"
|
---|
933 | //--
|
---|
934 | {
|
---|
935 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
936 | return minParam(n);
|
---|
937 | }
|
---|
938 |
|
---|
939 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
940 | //++
|
---|
941 | void GeneralFit::PrintStatus()
|
---|
942 | //
|
---|
943 | // Impression du status du fit
|
---|
944 | //--
|
---|
945 | {
|
---|
946 | cout<<"GeneralFit::PrintStatus"
|
---|
947 | <<" mData="<<mData
|
---|
948 | <<" mFunction="<<mFunction
|
---|
949 | <<" mFuncXi2="<<mFuncXi2
|
---|
950 | <<endl;
|
---|
951 | cout<<" mNVar="<<mNVar
|
---|
952 | <<" mNPar="<<mNPar
|
---|
953 | <<" mNParFree="<<mNParFree
|
---|
954 | <<" mNParBound="<<mNParBound
|
---|
955 | <<endl;
|
---|
956 | cout<<" Lambda_Fac="<<Lambda_Fac
|
---|
957 | <<" stopChi2="<<stopChi2
|
---|
958 | <<" maxStep="<<maxStep
|
---|
959 | <<" nStopMx="<<nStopMx<<" stopChi2SMx="<<stopChi2SMx
|
---|
960 | <<" nStopLent="<<nStopLent
|
---|
961 | <<" debugLevel="<<debugLevel
|
---|
962 | <<endl;
|
---|
963 | PrintParm();
|
---|
964 | }
|
---|
965 |
|
---|
966 | //++
|
---|
967 | void GeneralFit::PrintFit()
|
---|
968 | //
|
---|
969 | // Impression des resultats du fit
|
---|
970 | //--
|
---|
971 | {
|
---|
972 | cout<<"PrintFit: Chi2="<<Chi2
|
---|
973 | <<" Lambda="<<Lambda
|
---|
974 | <<" nStep="<<nStep
|
---|
975 | <<" nStop="<<nStop
|
---|
976 | <<" nStopL="<<nStopL
|
---|
977 | <<" nDDL="<<mNddl
|
---|
978 | <<endl;
|
---|
979 | PrintParm();
|
---|
980 | }
|
---|
981 |
|
---|
982 | //++
|
---|
983 | void GeneralFit::PrintParm(int n)
|
---|
984 | //
|
---|
985 | // Impression des informations relatives au parametre "n"
|
---|
986 | //--
|
---|
987 | {
|
---|
988 | DBASSERT(n>=0 && n<mNPar);
|
---|
989 |
|
---|
990 | cout<<"Par["<<n<<"] "<<nameParam[n]
|
---|
991 | <<" F"<<fixParam[n]
|
---|
992 | <<" B"<<boundParam[n]
|
---|
993 | <<" : "<<Param(n)
|
---|
994 | <<" +/- "<<errParam(n)
|
---|
995 | <<" : "<<stepParam(n)
|
---|
996 | <<" "<<minParam(n)
|
---|
997 | <<" "<<maxParam(n)
|
---|
998 | <<" : "<<Eps(n)
|
---|
999 | <<" "<<minStepDeriv(n)
|
---|
1000 | <<endl;
|
---|
1001 | }
|
---|
1002 |
|
---|
1003 | //++
|
---|
1004 | void GeneralFit::PrintParm()
|
---|
1005 | //
|
---|
1006 | // Impression des informations relatives a tous les parametres
|
---|
1007 | //--
|
---|
1008 | {
|
---|
1009 | cout<<"*** Parametres : fix bnd : par err : step min max : eps dmin\n";
|
---|
1010 | for (int i=0; i<mNPar; i++) PrintParm(i);
|
---|
1011 | cout<<endl;
|
---|
1012 | }
|
---|
1013 |
|
---|
1014 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1015 | //++
|
---|
1016 | int GeneralFit::Fit()
|
---|
1017 | //
|
---|
1018 | //--
|
---|
1019 | //++
|
---|
1020 | //| Fonction de fit de la fonction f(x,y,z,...:p1,p2,...,pn)
|
---|
1021 | //| sur les donnees x[i],y[i],z[i],...,F[i],ErrF[i]
|
---|
1022 | //| - Methode: fit des moindres carres dans le cas non lineaire
|
---|
1023 | //| - Reference: Statistical and Computational Methods in Data Analysis
|
---|
1024 | //| Siegmund Brandt, North-Holland 1970 p 204-206.
|
---|
1025 | //| Introduction des limites pour la variation des parametres (cmv).
|
---|
1026 | //| Increment des parametres selon la methode de Levenberg-Marquardt
|
---|
1027 | //| (Numerical Recipes in C, chap 15 Modeling of Data, Nonlinear Models,
|
---|
1028 | //| Levenberg-Marquardt Method p683)
|
---|
1029 | //--
|
---|
1030 | //++
|
---|
1031 | //| - Gestion des parametres bornes:
|
---|
1032 | //| si p est un parametre borne entre pmin et pmax, le parametre fitte est q
|
---|
1033 | //| tel que q = tang((p-C)/D) .... p = C + D*atan(q)
|
---|
1034 | //| ou C = (pmin+pmax)/2. et D = (pmax-pmin)/Pi
|
---|
1035 | //| On a dq = (1+q**2)/D * dp .... dp = D/(1+q**2) * dq
|
---|
1036 | //| et dF/dq = dF/dp * dp/dq = D/(1+q**2) * dF/dp
|
---|
1037 | //| dF/dp = dF/dq * dq/dp = (1+q**2)/D * dF/dp
|
---|
1038 | //| ^ q
|
---|
1039 | //| | | *| "tang()"
|
---|
1040 | //| | | *|
|
---|
1041 | //| | | *|
|
---|
1042 | //| | | * |
|
---|
1043 | //| | | * |
|
---|
1044 | //| | | * |
|
---|
1045 | //| | | * |
|
---|
1046 | //| Pmin| C| * |Pmax
|
---|
1047 | //| --------------|---------------*---------------|--------------> p
|
---|
1048 | //| -Pi/2| * |0 |Pi/2
|
---|
1049 | //| | * | |
|
---|
1050 | //| | * | |
|
---|
1051 | //| | * | |
|
---|
1052 | //| | * | |
|
---|
1053 | //| |* | |
|
---|
1054 | //| |* | |
|
---|
1055 | //| |* | |
|
---|
1056 | //| <------------------- D --------->
|
---|
1057 | //--
|
---|
1058 | //++
|
---|
1059 | //| - Criteres de convergence, arrets standards:
|
---|
1060 | //| - SOIT: le Chi2 est descendu de moins de stopChi2
|
---|
1061 | //| entre l'iteration n et n+1
|
---|
1062 | //| (stopChi2 est change par SetStopChi2)
|
---|
1063 | //| - SOIT: 1. le chi2 est remonte de moins de stopChi2SMx et
|
---|
1064 | //| 2. les parametres libres ont varie de moins de Eps(i)
|
---|
1065 | //| pendant les nStopmx dernieres iterations
|
---|
1066 | //| Si nStopmx<=0, alors ce critere n'est pas applique (def=3).
|
---|
1067 | //| (nStopmx,stopChi2SMx sont changes par SetStopMx, Eps par SetEps)
|
---|
1068 | //|
|
---|
1069 | //| - Criteres de convergence, arrets par non-convergence:
|
---|
1070 | //| - plus de "maxStep" iterations.
|
---|
1071 | //|
|
---|
1072 | //| - Criteres de convergence, arrets speciaux:
|
---|
1073 | //| - Si l'utilisateur a demande explicitement la methode d'arret
|
---|
1074 | //| "SetStopLent()", arret si :
|
---|
1075 | //| 1. le Chi2 est descendu et
|
---|
1076 | //| 2. les parametres libres ont varies de moins de Eps
|
---|
1077 | //| pendant les nStopLent dernieres iterations.
|
---|
1078 | //| (nStopLent est change par SetStopLent, Eps par SetEps)
|
---|
1079 | //|
|
---|
1080 | //--
|
---|
1081 | //++
|
---|
1082 | //| - Remarques diverses:
|
---|
1083 | //| Les points avec erreurs <=0 ne sont pas utilises dans le fit.
|
---|
1084 | //| Les bornes des parametres ne peuvent etre atteintes
|
---|
1085 | //| - entrees:
|
---|
1086 | //| la fonction est definie par une classe GeneralFunction
|
---|
1087 | //| les donnees sont passees par une classe GeneralFitData
|
---|
1088 | //| le nombre de parametres et le nombre de variables doivent etre
|
---|
1089 | //| coherents entre GeneralFunction GeneralFitData GeneralFit
|
---|
1090 | //| - Return:
|
---|
1091 | //| la function elle meme retourne le nombre d'iterations du fit si succes
|
---|
1092 | //| -1 : si le nombre de degre de liberte est <0
|
---|
1093 | //| -10 : si l'inversion de la matrice des erreurs n'a pas ete possible
|
---|
1094 | //| -11 : si un element diagonal de la matrice des covariances est <=0
|
---|
1095 | //| -20 : si le fit n'a pas converge (nstep>nNstepMX)
|
---|
1096 | //| -100-N : si le parametre "N" est initialise hors limites
|
---|
1097 | //| -200-N : si le parametre "N" atteint sa limite inferieure
|
---|
1098 | //| -300-N : si le parametre "N" atteint sa limite superieure
|
---|
1099 | //--
|
---|
1100 | {
|
---|
1101 | volatile double oldChi2;
|
---|
1102 | Matrix COVAR(mNPar,mNPar);
|
---|
1103 | Vector DA(mNPar);
|
---|
1104 | Vector dparam(mNPar);
|
---|
1105 | Vector paramTry(mNPar);
|
---|
1106 | Vector param_tr(mNPar);
|
---|
1107 | Vector paramTry_tr(mNPar);
|
---|
1108 | Vector step_tr(mNPar);
|
---|
1109 | nStop = nStopL = nStep = 0;
|
---|
1110 | Chi2 = oldChi2 = 0.;
|
---|
1111 | Lambda = 0.001;
|
---|
1112 | mNddl = mData->NDataGood() - mNParFree;
|
---|
1113 | if(mNddl<0) return -1;
|
---|
1114 | mNtry++;
|
---|
1115 |
|
---|
1116 | if(debugLevel>= 2)
|
---|
1117 | cout<<"\n********* DEBUT GENERALFIT.FIT() **************"<<endl;
|
---|
1118 |
|
---|
1119 | // set matrices C,D dans le cas de parametres bornes
|
---|
1120 | if(mNParBound>0) Set_Bound_C_D();
|
---|
1121 |
|
---|
1122 | if(debugLevel>= 2) PrintStatus();
|
---|
1123 |
|
---|
1124 | // check de la coherence des operations et assignations
|
---|
1125 | CheckSanity();
|
---|
1126 |
|
---|
1127 | // Pour les parametres bornes on verifie
|
---|
1128 | // qu'ils sont initialises dans leurs limites
|
---|
1129 | {for(int i=0;i<mNPar;i++) {
|
---|
1130 | if( !boundParam[i] || fixParam[i] ) continue;
|
---|
1131 | if( minParam(i)<Param(i) && Param(i)<maxParam(i) ) continue;
|
---|
1132 | /* if(debugLevel>= 1) */
|
---|
1133 | cout<<"Parametre "<<i<<" initialise hors limites "
|
---|
1134 | <<minParam(i)<<" < "<<Param(i)
|
---|
1135 | <<" < "<<maxParam(i)<<endl;
|
---|
1136 | return(-100-i);
|
---|
1137 | }}
|
---|
1138 |
|
---|
1139 | // premier essai d'initialisation
|
---|
1140 | param_tr = p_vers_tr(Param);
|
---|
1141 | dparam = stepParam / 2.;
|
---|
1142 | put_in_limits_for_deriv(Param,dparam);
|
---|
1143 | if(mFunction!=NULL) mFunction->SetDeltaParm(dparam.Data());
|
---|
1144 | else if(mFuncXi2!=NULL) mFuncXi2->SetDeltaParm(dparam.Data());
|
---|
1145 | step_tr = dp_vers_dtr(stepParam,param_tr);
|
---|
1146 |
|
---|
1147 | if(debugLevel>= 2) {
|
---|
1148 | cout<<"ESSAI numero 1: Param:"<<endl;
|
---|
1149 | cout<<Param;
|
---|
1150 | cout<<"param_tr:"<<endl;
|
---|
1151 | cout<<param_tr;
|
---|
1152 | cout<<"step_tr:"<<endl;
|
---|
1153 | cout<<step_tr;
|
---|
1154 | }
|
---|
1155 | if(mFunction!=NULL) TryFunc(Param,param_tr);
|
---|
1156 | else if(mFuncXi2!=NULL) TryXi2(Param,param_tr);
|
---|
1157 | ATGA = ATGA_Try;
|
---|
1158 | BETA = BETA_Try;
|
---|
1159 | oldChi2 = Chi2;
|
---|
1160 |
|
---|
1161 | // Iterations
|
---|
1162 | while (1) {
|
---|
1163 | nStep++;
|
---|
1164 |
|
---|
1165 | // un nouvel essai (si Lambda!=0)
|
---|
1166 | {for(int i=0; i<mNPar; i++)
|
---|
1167 | if(! fixParam[i] ) ATGA(i,i) *= 1 + Lambda;
|
---|
1168 | else ATGA(i,i) = 1.;}
|
---|
1169 |
|
---|
1170 | // Calcul de la matrice des covariances
|
---|
1171 | #ifdef __mac__
|
---|
1172 | COVAR = ATGA.Inverse();
|
---|
1173 | #else
|
---|
1174 | TRY {
|
---|
1175 | COVAR = ATGA.Inverse();
|
---|
1176 | } CATCHALL {
|
---|
1177 | if(debugLevel>0) {
|
---|
1178 | cout<<"Pb inversion matrice ATGA:"<<endl;
|
---|
1179 | cout<<ATGA;
|
---|
1180 | }
|
---|
1181 | return(-10);
|
---|
1182 | } ENDTRY
|
---|
1183 | #endif
|
---|
1184 |
|
---|
1185 | if (debugLevel >= 3) {
|
---|
1186 | cout<<"Matrice (tA G A)^-1 = \n";
|
---|
1187 | cout<<COVAR;
|
---|
1188 | }
|
---|
1189 |
|
---|
1190 | // calculs des deplacements a effectuer
|
---|
1191 | DA = COVAR * BETA;
|
---|
1192 | if (debugLevel >=2) {
|
---|
1193 | cout<<"Correction parametres DA : \n";
|
---|
1194 | cout<<DA;
|
---|
1195 | }
|
---|
1196 |
|
---|
1197 |
|
---|
1198 | //////////////////////////////////////////////////
|
---|
1199 | ////////////////// Arret du Fit //////////////////
|
---|
1200 | // si Lambda = 0, le fit a converge on s'arrete
|
---|
1201 | // ou bien on a trop d'iterations
|
---|
1202 | //////////////////////////////////////////////////
|
---|
1203 | if(Lambda == 0 || nStep > maxStep) {
|
---|
1204 | // trop d'iterations
|
---|
1205 | if(nStep>maxStep)
|
---|
1206 | cout<<"GeneralFit : pas de convergence"<<endl;
|
---|
1207 | // Probleme de matrice de covariance non-definie positive?
|
---|
1208 | bool bad_covar = false;
|
---|
1209 | {for(int i=0; i<mNPar; i++) {
|
---|
1210 | if( fixParam[i] ) errParam(i) = 0.;
|
---|
1211 | else {
|
---|
1212 | stepParam(i) = DA(i);
|
---|
1213 | if( COVAR(i,i)<=0. ) {
|
---|
1214 | if( debugLevel>0 )
|
---|
1215 | cout<<"Erreur: Par["<<i<<"]="<<param_tr(i)
|
---|
1216 | <<" ("<<Param(i)<<") COVAR()="<<COVAR(i,i)
|
---|
1217 | <<" step="<<DA(i)<<endl;
|
---|
1218 | errParam(i) = 0.;
|
---|
1219 | bad_covar = true;
|
---|
1220 | } else {
|
---|
1221 | errParam(i) = sqrt( COVAR(i,i) );
|
---|
1222 | }
|
---|
1223 | }
|
---|
1224 | }}
|
---|
1225 | // print de debug pour parametres bornes
|
---|
1226 | if(debugLevel>= 2) {
|
---|
1227 | cout<<"param_tr:"<<endl;
|
---|
1228 | cout<<param_tr;
|
---|
1229 | cout<<"stepParam_tr:"<<endl;
|
---|
1230 | cout<<stepParam;
|
---|
1231 | cout<<"errParam_tr:"<<endl;
|
---|
1232 | cout<<errParam;
|
---|
1233 | }
|
---|
1234 | // Calcul de la matrice des covariances
|
---|
1235 | {for(int i=0; i<mNPar; i++) {
|
---|
1236 | for(int j=0; j<mNPar; j++) {
|
---|
1237 | if( fixParam[i] || fixParam[j] ) {
|
---|
1238 | // Parametre fixe, on retourne l'identite
|
---|
1239 | if(i==j) ATGA(i,j) = 1.; else ATGA(i,j) = 0.;
|
---|
1240 | } else if( errParam(i)<=0. || errParam(j)<=0.) {
|
---|
1241 | // parametres avec mauvaise variance, on retourne 0
|
---|
1242 | ATGA(i,j) = 0;
|
---|
1243 | } else {
|
---|
1244 | // parametres OK
|
---|
1245 | ATGA(i,j) = COVAR(i,j)/(errParam(i)*errParam(j));
|
---|
1246 | }
|
---|
1247 | }
|
---|
1248 | }}
|
---|
1249 | if (debugLevel >= 1) {
|
---|
1250 | cout<<">>> Matrice des Covariances = \n";
|
---|
1251 | cout<<ATGA;
|
---|
1252 | }
|
---|
1253 | // Calcul du step et de l'erreur finale en tenant
|
---|
1254 | // compte des parametres bornes
|
---|
1255 | stepParam = dtr_vers_dp(stepParam,param_tr);
|
---|
1256 | errParam = dtr_vers_dp(errParam,param_tr);
|
---|
1257 | // Print si demande et code de retour.
|
---|
1258 | if (debugLevel>0 ) PrintFit();
|
---|
1259 | if(nStep>maxStep) return(-20);
|
---|
1260 | else if(bad_covar) return(-11);
|
---|
1261 | else return(nStep);
|
---|
1262 | }
|
---|
1263 | ////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1264 | ////////////////// Fin d'Arret du Fit //////////////////
|
---|
1265 | ////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1266 |
|
---|
1267 | // Gestion des deplacements
|
---|
1268 | {for (int i=0; i<mNPar; i++) {
|
---|
1269 | if( fixParam[i] ) { DA(i) = 0; continue;}
|
---|
1270 | // le premier deplacement ne peut etre plus grand que stepParam
|
---|
1271 | if( nStep == 1 && fabs(DA(i)) > step_tr(i) ) {
|
---|
1272 | DA(i) = DA(i) < 0. ? -step_tr(i) : step_tr(i);
|
---|
1273 | if(debugLevel>1 ) cout<<"Excursion parametre "<<i
|
---|
1274 | <<" limitee a "<<DA(i)<<endl;
|
---|
1275 | }
|
---|
1276 | }}
|
---|
1277 | paramTry_tr = param_tr + DA;
|
---|
1278 | paramTry = tr_vers_p(paramTry_tr);
|
---|
1279 | dparam = dtr_vers_dp(DA,paramTry_tr);
|
---|
1280 | dparam /= 2.;
|
---|
1281 | put_in_limits_for_deriv(paramTry,dparam);
|
---|
1282 | {for(int i=0; i<mNPar; i++) {
|
---|
1283 | if( ! boundParam[i] ) continue;
|
---|
1284 | if(paramTry(i) <= minParam(i)) {
|
---|
1285 | if(debugLevel>0) cout<<"Parametre "<<i
|
---|
1286 | <<" limite au minimum"<<endl;
|
---|
1287 | Param(i) = minParam(i);
|
---|
1288 | return(-200-i);
|
---|
1289 | } else if (paramTry(i) >= maxParam(i)) {
|
---|
1290 | if(debugLevel>0) cout<<"Parametre "<<i
|
---|
1291 | <<" limite au maximum"<<endl;
|
---|
1292 | Param(i) = maxParam(i);
|
---|
1293 | return(-300-i);
|
---|
1294 | }
|
---|
1295 | }}
|
---|
1296 |
|
---|
1297 | // Nouvel essai
|
---|
1298 | if(mFunction!=NULL) mFunction->SetDeltaParm(dparam.Data());
|
---|
1299 | else if(mFuncXi2!=NULL) mFuncXi2->SetDeltaParm(dparam.Data());
|
---|
1300 | if(debugLevel >= 2) {
|
---|
1301 | cout<<">>>>>>>>>>> ESSAI avec nouveaux parametres\n";
|
---|
1302 | cout<<"paramTry:\n";
|
---|
1303 | cout<<paramTry;
|
---|
1304 | cout<<"paramTry_tr:\n";
|
---|
1305 | cout<<paramTry_tr;
|
---|
1306 | cout<<"dparam:\n";
|
---|
1307 | cout<<dparam;
|
---|
1308 | }
|
---|
1309 | if(mFunction!=NULL) TryFunc(paramTry,paramTry_tr);
|
---|
1310 | else if(mFuncXi2!=NULL) TryXi2(paramTry,paramTry_tr);
|
---|
1311 |
|
---|
1312 | if (debugLevel >= 2)
|
---|
1313 | cout<<"step "<<nStep<<" Chi2 : old="<<oldChi2
|
---|
1314 | <<" new="<<Chi2<<" d="<<Chi2-oldChi2<<endl;
|
---|
1315 | if(FileStep) write_in_step(Chi2,paramTry);
|
---|
1316 |
|
---|
1317 | // *************************************************************
|
---|
1318 | // ****************** quelle strategie sur Lambda ???? *********
|
---|
1319 | // *************************************************************
|
---|
1320 | if (Chi2 < oldChi2) {
|
---|
1321 | // ****************** le Chi2 est descendu ******************
|
---|
1322 | nStop = 0;
|
---|
1323 | if(nStopLent>0) {
|
---|
1324 | // Arret special demande, comment se comporte les parametres?
|
---|
1325 | int k=0;
|
---|
1326 | for (int i=0; i<mNPar; i++) if( (!fixParam[i]) &&
|
---|
1327 | (fabs(param_tr(i)-paramTry_tr(i))<Eps(i))) k++;
|
---|
1328 | if (k==mNParFree) nStopL++; // Tous les parametres ont peu varies
|
---|
1329 | else nStopL=0;
|
---|
1330 | if (debugLevel>=2) cout<<k<<" parametres sur "<<mNParFree
|
---|
1331 | <<" ont peu varies, nStopL="<<nStopL<<endl;
|
---|
1332 | } else nStopL = 0;
|
---|
1333 | // Preparation des parametres pour iteration suivante
|
---|
1334 | ATGA = ATGA_Try;
|
---|
1335 | BETA = BETA_Try;
|
---|
1336 | param_tr = paramTry_tr;
|
---|
1337 | Param = paramTry;
|
---|
1338 | Lambda *= 1./Lambda_Fac;
|
---|
1339 | // Arret ?
|
---|
1340 | if (oldChi2-Chi2<stopChi2) {
|
---|
1341 | // arret normal, convergence
|
---|
1342 | Lambda = 0;
|
---|
1343 | if (debugLevel >= 2)
|
---|
1344 | cout<<"Arret>> demande car Chi2 decroit et oldChi2-Chi2= "
|
---|
1345 | <<oldChi2-Chi2<<"<"<<stopChi2<<endl;
|
---|
1346 | } else if (nStopLent>0 && nStopL >= nStopLent) {
|
---|
1347 | // arret demande par SetStopLent, variation lente des parametres
|
---|
1348 | Lambda = 0.;
|
---|
1349 | if (debugLevel >= 2)
|
---|
1350 | cout<<"Arret>> demande car Chi2 decroit et nStop(lent)= "
|
---|
1351 | <<nStopL<<">="<<nStopLent<<endl;
|
---|
1352 | }
|
---|
1353 | oldChi2 = Chi2;
|
---|
1354 | if (debugLevel >= 2) cout<<"Succes essai: Lambda divided by "
|
---|
1355 | <<Lambda_Fac<<" -> "<<Lambda<<endl;
|
---|
1356 | } else {
|
---|
1357 | // ****************** le Chi2 est remonte ******************
|
---|
1358 | nStopL = 0;
|
---|
1359 | if(nStopMx>0 && Chi2-oldChi2<stopChi2SMx) {
|
---|
1360 | // Il est remonte tres peu, comment se comporte les parametres?
|
---|
1361 | int k=0;
|
---|
1362 | for (int i=0; i<mNPar; i++) if( (!fixParam[i]) &&
|
---|
1363 | (fabs(param_tr(i)-paramTry_tr(i))<Eps(i))) k++;
|
---|
1364 | if (k==mNParFree) nStop++; // Tous les parametres ont peu varies
|
---|
1365 | else nStop=0;
|
---|
1366 | if (debugLevel>=2) cout<<k<<" parametres sur "<<mNParFree
|
---|
1367 | <<" ont peu varies, nStop="<<nStop<<endl;
|
---|
1368 | } else nStop = 0;
|
---|
1369 | // Preparation des parametres pour iteration suivante
|
---|
1370 | Lambda *= Lambda_Fac;
|
---|
1371 | // Arret ?
|
---|
1372 | if (nStopMx>0 && nStop>=nStopMx) {
|
---|
1373 | // arret normal, convergence car ci2 varie peu et parametres aussi
|
---|
1374 | Lambda = 0.;
|
---|
1375 | if (debugLevel >= 2)
|
---|
1376 | cout<<"Arret>> demande car Chi2 croit et nstop= "
|
---|
1377 | <<nStop<<">="<<nStopMx<<endl;
|
---|
1378 | }
|
---|
1379 | Chi2 = oldChi2;
|
---|
1380 | if (debugLevel >= 2)
|
---|
1381 | cout<<"Echec essai: Lambda multiplied by "<<Lambda_Fac
|
---|
1382 | <<" -> "<<Lambda<<" nStop="<<nStop<<endl;
|
---|
1383 | }
|
---|
1384 |
|
---|
1385 | } // fin des iterations
|
---|
1386 | }
|
---|
1387 |
|
---|
1388 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1389 | //++
|
---|
1390 | double GeneralFit::ReCalChi2(int& nddl, double *par)
|
---|
1391 | //
|
---|
1392 | // Recalcul du Chi2 a partir des parametres courants (`par==NULL')
|
---|
1393 | // ou a partir du tableau de parametres `par'.
|
---|
1394 | // Retourne le chi2 et le nombre de degres de liberte.
|
---|
1395 | // Si nddl<0 probleme.
|
---|
1396 | //--
|
---|
1397 | {
|
---|
1398 | double c2 = -.1;
|
---|
1399 | if(par==NULL) par = Param.Data();
|
---|
1400 | if( mData->NData() <= 0 ) {nddl = -100; return 0.;}
|
---|
1401 |
|
---|
1402 | if( mFunction != NULL ) {
|
---|
1403 |
|
---|
1404 | double e,result;
|
---|
1405 |
|
---|
1406 | nddl = 0; c2 = 0.;
|
---|
1407 | for(int k=0; k<mData->NData(); k++) {
|
---|
1408 | if (! mData->mOK[k]) continue;
|
---|
1409 | e = mData->mErr[k];
|
---|
1410 | result = mFunction->Value(&mData->mXP[mNVar*k],par);
|
---|
1411 | c2 += (mData->mF[k]-result)*(mData->mF[k]-result)/(e*e);
|
---|
1412 | nddl++;
|
---|
1413 | }
|
---|
1414 | nddl -= mNParFree;
|
---|
1415 |
|
---|
1416 | return c2;
|
---|
1417 |
|
---|
1418 | } else if( mFuncXi2 != NULL ) {
|
---|
1419 |
|
---|
1420 | c2 = mFuncXi2->Value(*mData,par,nddl);
|
---|
1421 | nddl -= mNParFree;
|
---|
1422 | return c2;
|
---|
1423 |
|
---|
1424 | } else {
|
---|
1425 |
|
---|
1426 | cout<<"GeneralFit::ReCalChi2_Erreur: mFunction && mFuncXi2 == NULL"<<endl;
|
---|
1427 | nddl = -1;
|
---|
1428 | return c2;
|
---|
1429 | }
|
---|
1430 |
|
---|
1431 | }
|
---|
1432 |
|
---|
1433 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1434 | //++
|
---|
1435 | GeneralFitData* GeneralFit::DataResidus(bool clean)
|
---|
1436 | //
|
---|
1437 | // Retourne une structure ``GeneralFitData'' contenant
|
---|
1438 | // les residus du fit (val-func) pour les points du fit.
|
---|
1439 | // Si ``clean'' est ``true''
|
---|
1440 | // seules les donnees valides de ``data'' sont copiees.
|
---|
1441 | // Si ``clean'' est ``false'' (defaut) toutes les donnees
|
---|
1442 | // sont copiees et la taille totale de ``data'' est allouee
|
---|
1443 | // meme si elle est plus grande que la taille des donnees stoquees.
|
---|
1444 | //--
|
---|
1445 | {
|
---|
1446 | if(!mData) return NULL;
|
---|
1447 | if(!mFunction) return NULL;
|
---|
1448 | GeneralFitData* datres = new GeneralFitData(*mData,clean);
|
---|
1449 | for(int k=0; k<mData->NData(); k++)
|
---|
1450 | datres->mF[k] -= mFunction->Value(&datres->mXP[mNVar*k],Param.Data());
|
---|
1451 | return datres;
|
---|
1452 | }
|
---|
1453 |
|
---|
1454 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1455 | //++
|
---|
1456 | GeneralFitData* GeneralFit::DataFunction(bool clean)
|
---|
1457 | //
|
---|
1458 | // Retourne une structure ``GeneralFitData'' contenant
|
---|
1459 | // les valeurs de la fonction fittee pour les points du fit.
|
---|
1460 | // (voir commentaires pour ``clean'' dans ``DataResidus'')
|
---|
1461 | //--
|
---|
1462 | {
|
---|
1463 | if(!mData) return NULL;
|
---|
1464 | if(!mFunction) return NULL;
|
---|
1465 | GeneralFitData* datres = new GeneralFitData(*mData,clean);
|
---|
1466 | for(int k=0; k<mData->NData(); k++)
|
---|
1467 | datres->mF[k] = mFunction->Value(&datres->mXP[mNVar*k],Param.Data());
|
---|
1468 | return datres;
|
---|
1469 | }
|
---|
1470 |
|
---|
1471 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1472 | //++
|
---|
1473 | void GeneralFit::PrintFitErr(int rc)
|
---|
1474 | //
|
---|
1475 | // Imprime le commentaire lie a l'erreur rc retournee par Fit()
|
---|
1476 | // (voir le commentaire de la methode `Fit()')
|
---|
1477 | //--
|
---|
1478 | {
|
---|
1479 | int n;
|
---|
1480 | if(rc>0) return;
|
---|
1481 |
|
---|
1482 | if(rc==-1)
|
---|
1483 | cout<<"rc = "<<rc<<" : le nombre de degre de liberte est <0"<<endl;
|
---|
1484 |
|
---|
1485 | else if(rc==-10)
|
---|
1486 | cout<<"rc = "<<rc<<" : l'inversion de la matrice des erreurs n'a pas ete possible"<<endl;
|
---|
1487 |
|
---|
1488 | else if(rc==-11)
|
---|
1489 | cout<<"rc = "<<rc<<" : un element diagonal de la matrice des covariances est <=0"<<endl;
|
---|
1490 |
|
---|
1491 | else if(rc==-20)
|
---|
1492 | cout<<"rc = "<<rc<<" : le fit n'a pas converge (nstep>nNstepMX="<<maxStep<<")"<<endl;
|
---|
1493 |
|
---|
1494 | else if(rc>-200 && rc<=-100) {
|
---|
1495 | n = -100-rc;
|
---|
1496 | cout<<"rc = "<<rc<<" : le parametre "<<n<<" ("<<nameParam[n]
|
---|
1497 | <<") est initialise hors limites"<<endl;
|
---|
1498 | }
|
---|
1499 |
|
---|
1500 | else if(rc>-300 && rc<=-200) {
|
---|
1501 | n = -200-rc;
|
---|
1502 | cout<<"rc = "<<rc<<" : le parametre "<<n<<" ("<<nameParam[n]
|
---|
1503 | <<") atteint sa limite inferieure"<<endl;
|
---|
1504 | }
|
---|
1505 |
|
---|
1506 | else if(rc>-400 && rc<=-300) {
|
---|
1507 | n = -300-rc;
|
---|
1508 | cout<<"rc = "<<rc<<" : le parametre "<<n<<" ("<<nameParam[n]
|
---|
1509 | <<") atteint sa limite superieure"<<endl;
|
---|
1510 | }
|
---|
1511 |
|
---|
1512 | else cout<<"rc = "<<rc<<" : type d'erreur inconnue"<<endl;
|
---|
1513 |
|
---|
1514 | }
|
---|
1515 |
|
---|
1516 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1517 | // Fonctions privees
|
---|
1518 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1519 |
|
---|
1520 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1521 | void GeneralFit::write_in_step(double ci2,Vector& par)
|
---|
1522 | {
|
---|
1523 | if(FileStep==NULL) return;
|
---|
1524 | fprintf(FileStep,"%d %d %f",mNtry,nStep,ci2);
|
---|
1525 | for(int i=0; i<mNPar; i++) fprintf(FileStep," %f",par(i));
|
---|
1526 | fprintf(FileStep,"\n");
|
---|
1527 | }
|
---|
1528 |
|
---|
1529 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1530 | void GeneralFit::TryFunc(Vector& par,Vector& par_tr)
|
---|
1531 | {
|
---|
1532 | BETA_Try = 0;
|
---|
1533 | ATGA_Try = 0;
|
---|
1534 | Chi2 = 0;
|
---|
1535 | Vector deriv(mNPar);
|
---|
1536 | Vector derivtr(mNPar);
|
---|
1537 | double result;
|
---|
1538 |
|
---|
1539 | for(int k=0; k<mData->NData(); k++) {
|
---|
1540 | if (! mData->mOK[k]) continue;
|
---|
1541 | double e = mData->mErr[k];
|
---|
1542 | if(mNParBound==0)
|
---|
1543 | result = mFunction->Val_Der(&mData->mXP[mNVar*k]
|
---|
1544 | ,par.Data(),derivtr.Data());
|
---|
1545 | else {
|
---|
1546 | result = mFunction->Val_Der(&mData->mXP[mNVar*k]
|
---|
1547 | ,par.Data(),deriv.Data());
|
---|
1548 | dtr_vers_dp(deriv,par_tr,derivtr);
|
---|
1549 | }
|
---|
1550 | double Gkk = 1/(e*e);
|
---|
1551 | double Ck = mData->mF[k] - result;
|
---|
1552 | Chi2 += Ck*Ck*Gkk;
|
---|
1553 | for(int j=0; j<mNPar; j++) {
|
---|
1554 | if( fixParam[j] ) continue;
|
---|
1555 | for(int i=0; i<mNPar; i++)
|
---|
1556 | if(!fixParam[i]) ATGA_Try(i,j) += derivtr(i)*Gkk*derivtr(j);
|
---|
1557 | BETA_Try(j) += derivtr(j) * Gkk * Ck;
|
---|
1558 | }
|
---|
1559 | }
|
---|
1560 |
|
---|
1561 | if (debugLevel >= 3) {
|
---|
1562 | cout<<"Try: matrice ( At * G * A )_Try\n";
|
---|
1563 | cout<<ATGA_Try;
|
---|
1564 | cout<<"Try: beta_Try:\n";
|
---|
1565 | cout<<BETA_Try;
|
---|
1566 | }
|
---|
1567 | }
|
---|
1568 |
|
---|
1569 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1570 | void GeneralFit::TryXi2(Vector& par,Vector& par_tr)
|
---|
1571 | {
|
---|
1572 | double c, *parloc;
|
---|
1573 | BETA_Try = 0;
|
---|
1574 | ATGA_Try = 0;
|
---|
1575 | Chi2 = 0;
|
---|
1576 |
|
---|
1577 | parloc = par.Data(); // He oui, encore ces ... de const*
|
---|
1578 | Chi2 = mFuncXi2->Value(*mData,parloc,mNddl);
|
---|
1579 | mNddl -= mNParFree;
|
---|
1580 |
|
---|
1581 | // Calcul des derivees du Xi2 (vecteur du gradient)
|
---|
1582 | {for(int i=0;i<mNPar; i++) {
|
---|
1583 | if( fixParam[i] ) continue;
|
---|
1584 | c = c_dtr_vers_dp(i,par_tr(i));
|
---|
1585 | BETA_Try(i) = -0.5 * mFuncXi2->Derivee(*mData,i,parloc) * c;
|
---|
1586 | }}
|
---|
1587 |
|
---|
1588 | // Calcul des derivees 2sd du Xi2 (matrice de courbure ou 0.5*Hessien)
|
---|
1589 | double c1,c2;
|
---|
1590 | {for(int i=0;i<mNPar; i++) {
|
---|
1591 | if( fixParam[i] ) continue;
|
---|
1592 | c1 = c_dtr_vers_dp(i,par_tr(i));
|
---|
1593 | for(int j=0;j<mNPar; j++) {
|
---|
1594 | if( fixParam[j] ) continue;
|
---|
1595 | c2 = c_dtr_vers_dp(j,par_tr(j));
|
---|
1596 | ATGA_Try(i,j) = 0.5 * mFuncXi2->Derivee2(*mData,i,j,parloc) *c1*c2;
|
---|
1597 | }
|
---|
1598 | }}
|
---|
1599 | // et on symetrise car d/di(dC2/dj) = d/dj(dC2/di) mathematiquement
|
---|
1600 | // mais malheureusement pas numeriquement.
|
---|
1601 | if( mNPar>1) {
|
---|
1602 | for(int i=0;i<mNPar-1; i++) {
|
---|
1603 | if( fixParam[i] ) continue;
|
---|
1604 | for(int j=i+1;j<mNPar; j++) {
|
---|
1605 | if( fixParam[j] ) continue;
|
---|
1606 | c1 = 0.5*(ATGA_Try(i,j) + ATGA_Try(j,i));
|
---|
1607 | ATGA_Try(i,j) = c1;
|
---|
1608 | ATGA_Try(j,i) = c1;
|
---|
1609 | }
|
---|
1610 | }
|
---|
1611 | }
|
---|
1612 |
|
---|
1613 | if (debugLevel >= 3) {
|
---|
1614 | cout<<"Try: matrice ( At * G * A )_Try\n";
|
---|
1615 | cout<<ATGA_Try;
|
---|
1616 | cout<<"Try: beta_Try:\n";
|
---|
1617 | cout<<BETA_Try;
|
---|
1618 | }
|
---|
1619 | }
|
---|
1620 |
|
---|
1621 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1622 | void GeneralFit::CheckSanity()
|
---|
1623 | {
|
---|
1624 | DBASSERT( mData != NULL );
|
---|
1625 | DBASSERT( mFunction != NULL || mFuncXi2 != NULL );
|
---|
1626 | if( mFunction != NULL ) {
|
---|
1627 | DBASSERT( mFunction->NVar() == mNVar );
|
---|
1628 | DBASSERT( mData->NVar() == mNVar );
|
---|
1629 | }
|
---|
1630 | DBASSERT( mNParFree > 0 && mNParFree <= mNPar );
|
---|
1631 | DBASSERT( mNParBound >= 0 && mNParBound <= mNPar );
|
---|
1632 | DBASSERT( mNParFree <= mData->NDataGood() );
|
---|
1633 | }
|
---|
1634 |
|
---|
1635 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1636 | void GeneralFit::Set_Bound_C_D(int i)
|
---|
1637 | // C = (min+max)/2
|
---|
1638 | // D = (max-min)/Pi
|
---|
1639 | {
|
---|
1640 | // DBASSERT(i>=0 && i<mNPar);
|
---|
1641 | C(i) = D(i) = 0.;
|
---|
1642 | if( !boundParam[i] || fixParam[i] ) return;
|
---|
1643 | C(i) = (maxParam(i)+minParam(i))/2.;
|
---|
1644 | D(i) = (maxParam(i)-minParam(i))/M_PI;
|
---|
1645 | }
|
---|
1646 |
|
---|
1647 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1648 | void GeneralFit::Set_Bound_C_D()
|
---|
1649 | {
|
---|
1650 | for(int i=0;i<mNPar;i++) Set_Bound_C_D(i);
|
---|
1651 | if(debugLevel>= 2) {
|
---|
1652 | cout<<"Set_Bound_C_D: C=\n";
|
---|
1653 | cout<<C;
|
---|
1654 | cout<<"Set_Bound_C_D: D=\n";
|
---|
1655 | cout<<D;
|
---|
1656 | }
|
---|
1657 | }
|
---|
1658 |
|
---|
1659 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1660 | double GeneralFit::p_vers_tr(int i,double p)
|
---|
1661 | // tr = tan( (p-C)/D )
|
---|
1662 | {
|
---|
1663 | // DBASSERT(i>=0 && i<mNPar);
|
---|
1664 | double tr = p;
|
---|
1665 | if(boundParam[i]) tr = tan((p-C(i))/D(i));
|
---|
1666 | return(tr);
|
---|
1667 | }
|
---|
1668 |
|
---|
1669 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1670 | Vector GeneralFit::p_vers_tr(Vector const& p)
|
---|
1671 | {
|
---|
1672 | Vector tr(p);
|
---|
1673 | for(int i=0;i<mNPar;i++) {
|
---|
1674 | if( fixParam[i] || ! boundParam[i] ) continue;
|
---|
1675 | tr(i) = p_vers_tr(i,p(i));
|
---|
1676 | }
|
---|
1677 | return(tr);
|
---|
1678 | }
|
---|
1679 |
|
---|
1680 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1681 | void GeneralFit::p_vers_tr(Vector const& p,Vector& tr)
|
---|
1682 | {
|
---|
1683 | for(int i=0;i<mNPar;i++) {
|
---|
1684 | if( fixParam[i] ) continue;
|
---|
1685 | if( ! boundParam[i] ) tr(i) = p(i);
|
---|
1686 | else tr(i) = tan((p(i)-C(i))/D(i));
|
---|
1687 | }
|
---|
1688 | }
|
---|
1689 |
|
---|
1690 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1691 | double GeneralFit::tr_vers_p(int i,double tr)
|
---|
1692 | // p = C+D*atan(tr)
|
---|
1693 | {
|
---|
1694 | // DBASSERT(i>=0 && i<mNPar);
|
---|
1695 | double p = tr;
|
---|
1696 | if(boundParam[i]) p = C(i)+D(i)*atan(tr);
|
---|
1697 | return(p);
|
---|
1698 | }
|
---|
1699 |
|
---|
1700 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1701 | Vector GeneralFit::tr_vers_p(Vector const& tr)
|
---|
1702 | {
|
---|
1703 | Vector p(tr);
|
---|
1704 | for(int i=0;i<mNPar;i++) {
|
---|
1705 | if( fixParam[i] || ! boundParam[i] ) continue;
|
---|
1706 | p(i) = tr_vers_p(i,tr(i));
|
---|
1707 | }
|
---|
1708 | return(p);
|
---|
1709 | }
|
---|
1710 |
|
---|
1711 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1712 | void GeneralFit::tr_vers_p(Vector const& tr,Vector& p)
|
---|
1713 | {
|
---|
1714 | for(int i=0;i<mNPar;i++) {
|
---|
1715 | if( fixParam[i] ) continue;
|
---|
1716 | if( ! boundParam[i] ) p(i) = tr(i);
|
---|
1717 | else p(i) = C(i)+D(i)*atan(tr(i));
|
---|
1718 | }
|
---|
1719 | }
|
---|
1720 |
|
---|
1721 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1722 | double GeneralFit::c_dp_vers_dtr(int i,double tr)
|
---|
1723 | // dtr = (1+tr**2)/D * dp = (1+tan( (p-C)/D )**2)/D * dp = coeff * dp
|
---|
1724 | // attention: df/dp = (1+tr**2)/D * dF/dtr = coeff * dF/dtr
|
---|
1725 | {
|
---|
1726 | // DBASSERT(i>=0 && i<mNPar);
|
---|
1727 | double coeff = 1.;
|
---|
1728 | if(boundParam[i]) coeff = (1.+tr*tr)/D(i);
|
---|
1729 | return(coeff);
|
---|
1730 | }
|
---|
1731 |
|
---|
1732 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1733 | Vector GeneralFit::dp_vers_dtr(Vector const& dp,Vector const& tr)
|
---|
1734 | {
|
---|
1735 | Vector dtr(dp);
|
---|
1736 | for(int i=0;i<mNPar;i++) {
|
---|
1737 | if( fixParam[i] || ! boundParam[i] ) continue;
|
---|
1738 | dtr(i) *= c_dp_vers_dtr(i,tr(i));
|
---|
1739 | }
|
---|
1740 | return(dtr);
|
---|
1741 | }
|
---|
1742 |
|
---|
1743 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1744 | void GeneralFit::dp_vers_dtr(Vector const& dp,Vector const& tr,Vector& dtr)
|
---|
1745 | {
|
---|
1746 | for(int i=0;i<mNPar;i++) {
|
---|
1747 | if( fixParam[i] ) continue;
|
---|
1748 | if( ! boundParam[i] ) dtr(i) = dp(i);
|
---|
1749 | else dtr(i) = (1.+tr(i)*tr(i))/D(i) * dp(i);
|
---|
1750 | }
|
---|
1751 | }
|
---|
1752 |
|
---|
1753 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1754 | double GeneralFit::c_dtr_vers_dp(int i,double tr)
|
---|
1755 | // dp = D/(1+tr**2) * dtr = coeff * dtr
|
---|
1756 | // attention: df/dtr = D/(1+tr**2) * dF/dp = coeff * dF/dp
|
---|
1757 | {
|
---|
1758 | // DBASSERT(i>=0 && i<mNPar);
|
---|
1759 | double coeff = 1.;
|
---|
1760 | if(boundParam[i]) coeff = D(i)/(1.+tr*tr);
|
---|
1761 | return(coeff);
|
---|
1762 | }
|
---|
1763 |
|
---|
1764 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1765 | Vector GeneralFit::dtr_vers_dp(Vector const& dtr,Vector const& tr)
|
---|
1766 | {
|
---|
1767 | Vector dp(dtr);
|
---|
1768 | for(int i=0;i<mNPar;i++) {
|
---|
1769 | if( fixParam[i] || ! boundParam[i] ) continue;
|
---|
1770 | dp(i) *= c_dtr_vers_dp(i,tr(i));
|
---|
1771 | }
|
---|
1772 | return(dp);
|
---|
1773 | }
|
---|
1774 |
|
---|
1775 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1776 | // inline fonction pour aller + vite dans le try()
|
---|
1777 | //void GeneralFit::dtr_vers_dp(Vector const& dtr,Vector const& tr,Vector& dp)
|
---|
1778 |
|
---|
1779 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
---|
1780 | int GeneralFit::put_in_limits_for_deriv(Vector const& p,Vector& dp,double dist)
|
---|
1781 | // 1-/ Redefinit dp pour qu'il soit superieur a minStepDeriv
|
---|
1782 | // 2-/ Redefinit dp pour que p+/-dp reste dans les limites (parametre borne)
|
---|
1783 | // Si hors limites alors:
|
---|
1784 | // p-dp <= min_p : dp = (p-min_p)*dist
|
---|
1785 | // p+dp >= max_p : dp = (max_p-p)*dist
|
---|
1786 | {
|
---|
1787 | int nchanged = 0;
|
---|
1788 | bool changed;
|
---|
1789 | double dp_old;
|
---|
1790 |
|
---|
1791 | for(int i=0;i<mNPar;i++) {
|
---|
1792 | if( fixParam[i] ) {dp(i)=0.; continue;} // Pas calcul derivee pour param fixe
|
---|
1793 |
|
---|
1794 | if( fabs(dp(i))<minStepDeriv(i) ) {
|
---|
1795 | // On ne redefinit dp que si minStepDeriv>0.
|
---|
1796 | dp_old = dp(i);
|
---|
1797 | if(dp(i)>=0.) dp(i) = minStepDeriv(i); else dp(i) = -minStepDeriv(i);
|
---|
1798 | if(debugLevel>=2)
|
---|
1799 | cout<<"put_in_limits_for_deriv(range) dp["<<i<<"]=abs("<<dp_old
|
---|
1800 | <<") <"<<minStepDeriv(i)<<" changed to "<<dp(i)<<endl;
|
---|
1801 | }
|
---|
1802 |
|
---|
1803 | if( !boundParam[i] ) continue;
|
---|
1804 |
|
---|
1805 | changed = false;
|
---|
1806 | if( p(i)-dp(i)<=minParam(i) ) {
|
---|
1807 | dp_old = dp(i);
|
---|
1808 | dp(i) = dist*(p(i)-minParam(i));
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---|
1809 | changed = true;
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---|
1810 | if(debugLevel>=2)
|
---|
1811 | cout<<"put_in_limits_for_deriv(min) p["<<i<<"}="<<p(i)<<" >="
|
---|
1812 | <<minParam(i)<<" .. dp="<<dp_old<<" -> dp="<<dp(i)<<endl;
|
---|
1813 | }
|
---|
1814 |
|
---|
1815 | if( p(i)+dp(i)>=maxParam(i) ) {
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---|
1816 | dp_old = dp(i);
|
---|
1817 | dp(i) = dist*(maxParam(i)-p(i));
|
---|
1818 | changed = true;
|
---|
1819 | if(debugLevel>=2)
|
---|
1820 | cout<<"put_in_limits_for_deriv(max) p["<<i<<"]="<<p(i)<<" <="
|
---|
1821 | <<maxParam(i)<<" .. dp="<<dp_old<<" -> dp="<<dp(i)<<endl;
|
---|
1822 | }
|
---|
1823 |
|
---|
1824 | if(changed) nchanged++;
|
---|
1825 | }
|
---|
1826 |
|
---|
1827 | return nchanged;
|
---|
1828 | }
|
---|
1829 |
|
---|
1830 |
|
---|
1831 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////
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1832 | // Rappel des inline functions pour commentaires
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---|
1833 | //++
|
---|
1834 | // inline double GetChi2()
|
---|
1835 | // Retourne le Chi2
|
---|
1836 | //--
|
---|
1837 | //++
|
---|
1838 | // inline double GetChi2Red() const
|
---|
1839 | // Retourne le Chi2 reduit
|
---|
1840 | //--
|
---|
1841 | //++
|
---|
1842 | // inline int GetNddl() const
|
---|
1843 | // Retourne le nombre de degres de liberte
|
---|
1844 | //--
|
---|
1845 | //++
|
---|
1846 | // inline int GetNStep() const
|
---|
1847 | // Retourne le nombre d'iterations
|
---|
1848 | //--
|
---|
1849 | //++
|
---|
1850 | // inline int GetNVar() const
|
---|
1851 | // Retourne le nombre de variables
|
---|
1852 | //--
|
---|
1853 | //++
|
---|
1854 | // inline int GetNPar() const
|
---|
1855 | // Retourne le nombre de parametres
|
---|
1856 | //--
|
---|
1857 | //++
|
---|
1858 | // inline int GetNFree() const
|
---|
1859 | // Retourne le nombre de parametres libres
|
---|
1860 | //--
|
---|
1861 | //++
|
---|
1862 | // inline int GetNBound() const
|
---|
1863 | // Retourne le nombre de parametres bornes
|
---|
1864 | //--
|
---|
1865 | //++
|
---|
1866 | // inline int GetNStop() const
|
---|
1867 | // Retourne le nstop de convergence
|
---|
1868 | //--
|
---|
1869 | //++
|
---|
1870 | // inline int GetNStopLent() const
|
---|
1871 | // Retourne le nstop de convergence lente.
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---|
1872 | //--
|
---|
1873 | //++
|
---|
1874 | // inline double GetEps(int i)
|
---|
1875 | // Retourne la precision de convergence pour le parametre i.
|
---|
1876 | //--
|
---|
1877 | //++
|
---|
1878 | // inline GeneralFunction* GetFunction()
|
---|
1879 | // Retourne le pointeur sur la GeneralFunction utilisee.
|
---|
1880 | //--
|
---|
1881 | //++
|
---|
1882 | // inline GeneralFitData* GetGData()
|
---|
1883 | // Retourne le pointeur sur la GeneralFitData utilisee.
|
---|
1884 | //--
|
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