1 | #include "sopnamsp.h"
|
---|
2 | #include "machdefs.h"
|
---|
3 | #include "pexceptions.h"
|
---|
4 | #include "tsfunran.h"
|
---|
5 | #include <iostream>
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---|
6 |
|
---|
7 |
|
---|
8 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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---|
9 | /*!
|
---|
10 | \class SOPHYA::TsFunRan
|
---|
11 | \ingroup NTools
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---|
12 | Classe for generating random variables from 1D function
|
---|
13 | */
|
---|
14 |
|
---|
15 |
|
---|
16 | /********* Methode *********/
|
---|
17 | /*! Creator from a function.
|
---|
18 | \verbatim
|
---|
19 | - if pdf==true: f est une densite de probabilite (PDF)
|
---|
20 | non necessairement normalisee
|
---|
21 | if pdf==false: f est une fonction de distribution (DF).
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---|
22 | non necessairement normalisee
|
---|
23 | - Le tirage aleatoire est fait sur un histogramme
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24 | Histo(xMin,xMax,nBin) (voir convention dans Histo).
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25 | - Chaque bin de l'histogramme contient la valeur de la PDF
|
---|
26 | (ou de la DF) au centre du bin: h(i)=f(BinCenter(i))
|
---|
27 | - Les valeurs retournees sont les valeurs du centre des bins
|
---|
28 | pour le tirage non interpole et toutes les valeurs
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29 | entre [xmin,xmax] pour le tirage interpole
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30 | - La pdf doit etre interpretee comme etant nulle
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31 | pour des x<=xmin et x>=xmax
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---|
32 | - Dans le bin "i" entre [x1,x2[ et de centre x0, h(i)=pdf(x0).
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33 | Pour le tirage interpole, la DF est approximee par un segment
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---|
34 | et pdf(x0) est l'exces de proba entre x1 et x2:
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35 | bin 0 entre [xmin,BinHighEdge(0)[ :
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---|
36 | la pdf va de 0 a pdf(BinCenter(0))
|
---|
37 | bin 1 entre [BinLowEdge(1),BinHighEdge(1)[:
|
---|
38 | la pdf va de pdf(BinCenter(0)) a pdf(BinCenter(1))
|
---|
39 | ...
|
---|
40 | bin n-1 entre [BinLowEdge(n-1),xmax[:
|
---|
41 | la pdf va de pdf(BinCenter(n-2)) a pdf(BinCenter(n-1))
|
---|
42 | \endverbatim
|
---|
43 | */
|
---|
44 | TsFunRan::TsFunRan(TsFunRan::Func f, r_8 xMin, r_8 xMax, int_4 nBin, bool pdf)
|
---|
45 | : Histo(xMin,xMax,nBin)
|
---|
46 | {
|
---|
47 | if(nBin<=1)
|
---|
48 | throw RangeCheckError("TsFunRan::TsFunRan less than 2 bins requested");
|
---|
49 | for(int_4 i=0;i<nBin;i++) (*this)(i) = f(BinCenter(i));
|
---|
50 | rg_ = new RandomGenerator(1,false);
|
---|
51 | create_DF(pdf);
|
---|
52 | }
|
---|
53 |
|
---|
54 | /********* Methode *********/
|
---|
55 | /*! Creator from a ClassFunc
|
---|
56 | See TsFunRan::TsFunRan(TsFunRan::Func...) for further comments.
|
---|
57 | */
|
---|
58 | TsFunRan::TsFunRan(ClassFunc& f, r_8 xMin, r_8 xMax, int_4 nBin, bool pdf)
|
---|
59 | : Histo(xMin,xMax,nBin)
|
---|
60 | {
|
---|
61 | if(nBin<=1)
|
---|
62 | throw RangeCheckError("TsFunRan::TsFunRan less than 2 bins requested");
|
---|
63 | for(int_4 i=0;i<nBin;i++) (*this)(i) = f(BinCenter(i));
|
---|
64 | rg_ = new RandomGenerator(1,false);
|
---|
65 | create_DF(pdf);
|
---|
66 | }
|
---|
67 |
|
---|
68 | /********* Methode *********/
|
---|
69 | /*! Creator from an table.
|
---|
70 | If pdf=true, tab is a probability density fonction (not necessary normalised).
|
---|
71 | If pdf=false, tab is a distribution function (not necessarly normalized to 1).
|
---|
72 | The return random values will be between 0 and nBin-1.
|
---|
73 | See TsFunRan::TsFunRan(TsFunRan::Func...) for further comments.
|
---|
74 | */
|
---|
75 | TsFunRan::TsFunRan(r_8 *tab, int_4 nBin, bool pdf)
|
---|
76 | : Histo(-0.5,nBin-0.5,nBin)
|
---|
77 | {
|
---|
78 | if(nBin<=1)
|
---|
79 | throw RangeCheckError("TsFunRan::TsFunRan less than 2 bins requested");
|
---|
80 | for(int_4 i=0;i<nBin;i++) (*this)(i) = tab[i];
|
---|
81 | rg_ = new RandomGenerator(1,false);
|
---|
82 | create_DF(pdf);
|
---|
83 | }
|
---|
84 |
|
---|
85 | /********* Methode *********/
|
---|
86 | /*! Creator from an table.
|
---|
87 | If pdf=true, tab is a probability density fonction (not necessary normalised).
|
---|
88 | If pdf=false, tab is a distribution function (not necessarly normalized to 1).
|
---|
89 | The content of tab is identified has the content of
|
---|
90 | an Histogram define by Histo(xMin,xMax,nBin).
|
---|
91 | See FunRan::TsFunRan(TsFunRan::Func...) for further comments.
|
---|
92 | */
|
---|
93 | TsFunRan::TsFunRan(r_8 *tab, int_4 nBin, r_8 xMin, r_8 xMax, bool pdf)
|
---|
94 | : Histo(xMin,xMax,nBin)
|
---|
95 | {
|
---|
96 | if(nBin<=1)
|
---|
97 | throw RangeCheckError("TsFunRan::TsFunRan less than 2 bins requested");
|
---|
98 | for(int_4 i=0;i<nBin;i++) (*this)(i) = tab[i];
|
---|
99 | rg_ = new RandomGenerator(1,false);
|
---|
100 | create_DF(pdf);
|
---|
101 | }
|
---|
102 |
|
---|
103 | /********* Methode *********/
|
---|
104 | /*! Creator from a TVector
|
---|
105 | */
|
---|
106 | TsFunRan::TsFunRan(TVector<r_8>& tab, int_4 nBin, bool pdf)
|
---|
107 | : Histo(-0.5,nBin-0.5,nBin)
|
---|
108 | {
|
---|
109 | if(nBin<=1)
|
---|
110 | throw RangeCheckError("TsFunRan::TsFunRan less than 2 bins requested");
|
---|
111 | for(int_4 i=0;i<nBin;i++) (*this)(i) = tab(i);
|
---|
112 | rg_ = new RandomGenerator(1,false);
|
---|
113 | create_DF(pdf);
|
---|
114 | }
|
---|
115 |
|
---|
116 | /********* Methode *********/
|
---|
117 | /*! Creator from a TVector
|
---|
118 | */
|
---|
119 | TsFunRan::TsFunRan(TVector<r_8>& tab, int_4 nBin, r_8 xMin, r_8 xMax, bool pdf)
|
---|
120 | : Histo(xMin,xMax,nBin)
|
---|
121 | {
|
---|
122 | if(nBin<=1)
|
---|
123 | throw RangeCheckError("TsFunRan::TsFunRan less than 2 bins requested");
|
---|
124 | for(int_4 i=0;i<nBin;i++) (*this)(i) = tab(i);
|
---|
125 | rg_ = new RandomGenerator(1,false);
|
---|
126 | create_DF(pdf);
|
---|
127 | }
|
---|
128 |
|
---|
129 | /********* Methode *********/
|
---|
130 | /*! Creator from an histogram
|
---|
131 | If pdf=true, h is a probability density fonction (not necessary normalised).
|
---|
132 | If pdf=false, h is a distribution function (not necessarly normalized to 1).
|
---|
133 | See TsFunRan::TsFunRan(TsFunRan::Func...) for further comments.
|
---|
134 | */
|
---|
135 | TsFunRan::TsFunRan(Histo &h, bool pdf)
|
---|
136 | : Histo(h)
|
---|
137 | {
|
---|
138 | if(mBins<=1)
|
---|
139 | throw RangeCheckError("TsFunRan::TsFunRan less than 2 bins requested");
|
---|
140 | rg_ = new RandomGenerator(1,false);
|
---|
141 | create_DF(pdf);
|
---|
142 | }
|
---|
143 |
|
---|
144 | /********* Methode *********/
|
---|
145 | /*! Creator by copy */
|
---|
146 | TsFunRan::TsFunRan(const TsFunRan& fh)
|
---|
147 | : Histo(fh)
|
---|
148 | {
|
---|
149 | rg_ = new RandomGenerator(*fh.rg_);
|
---|
150 | }
|
---|
151 |
|
---|
152 | /********* Methode *********/
|
---|
153 | /*! Creator by default */
|
---|
154 | TsFunRan::TsFunRan(void)
|
---|
155 | {
|
---|
156 | rg_ = new RandomGenerator(1,false);
|
---|
157 | }
|
---|
158 |
|
---|
159 | /********* Methode *********/
|
---|
160 | TsFunRan::~TsFunRan(void)
|
---|
161 | {
|
---|
162 | if(rg_!=NULL) delete rg_;
|
---|
163 | }
|
---|
164 |
|
---|
165 | /********* Methode *********/
|
---|
166 | void TsFunRan::create_DF(bool pdf)
|
---|
167 | // Creation (si necessaire) et normalisation de la DF
|
---|
168 | {
|
---|
169 | // On fabrique la FD si necessaire
|
---|
170 | if(pdf)
|
---|
171 | for(int_4 i=1;i<mBins;i++) (*this)(i) += (*this)(i-1);
|
---|
172 |
|
---|
173 | // On normalise la FD
|
---|
174 | if((*this)(mBins-1)<=0.) {
|
---|
175 | cout<<"TsFunRan::TsFunRan(Histo) not a distribution function last bin is <=0"<<endl;
|
---|
176 | throw RangeCheckError("TsFunRan::TsFunRan(Histo) not a distribution function last bin is <=0");
|
---|
177 | }
|
---|
178 | for(int_4 i=0;i<mBins;i++) (*this)(i) /= (*this)(mBins-1);
|
---|
179 | }
|
---|
180 |
|
---|
181 | /********* Methode *********/
|
---|
182 | void TsFunRan::SetRandomGenerator(RandomGenerator& rg)
|
---|
183 | {
|
---|
184 | if(rg_!=NULL) delete rg_;
|
---|
185 | rg_ = new RandomGenerator(rg);
|
---|
186 | }
|
---|
187 |
|
---|
188 | /********* Methode *********/
|
---|
189 | /*! Tirage avec retour du numero de bin entre 0 et mBins-1.
|
---|
190 | It returns the first bin whose content is greater or equal
|
---|
191 | to the random uniform number (in [0,1[)
|
---|
192 | */
|
---|
193 | int_4 TsFunRan::BinRandom()
|
---|
194 | {
|
---|
195 | // recherche du premier bin plus grand ou egal a z
|
---|
196 | r_8 z=rg_->Flat01();
|
---|
197 | for(int_4 i=0;i<mBins;i++) if(z<(*this)(i)) return i;
|
---|
198 | return mBins-1;
|
---|
199 | }
|
---|
200 |
|
---|
201 | /********* Methode *********/
|
---|
202 | /*! Tirage avec retour abscisse du bin non interpole. */
|
---|
203 | r_8 TsFunRan::Random()
|
---|
204 | {
|
---|
205 | r_8 z=rg_->Flat01();
|
---|
206 | int ibin = mBins-1;
|
---|
207 | for(int_4 i=0;i<mBins;i++) if(z<(*this)(i)) {ibin=i; break;}
|
---|
208 | return BinCenter(ibin);
|
---|
209 | }
|
---|
210 |
|
---|
211 | /********* Methode *********/
|
---|
212 | /*! Tirage avec retour abscisse du bin interpole. */
|
---|
213 | r_8 TsFunRan::RandomInterp(void)
|
---|
214 | {
|
---|
215 | r_8 z=rg_->Flat01();
|
---|
216 | int ibin = mBins-1;
|
---|
217 | r_8 z1=0., z2;
|
---|
218 | for(int_4 i=0;i<mBins;i++) {
|
---|
219 | z2 = (*this)(i);
|
---|
220 | if(z<z2) {ibin=i; break;}
|
---|
221 | z1 = z2;
|
---|
222 | }
|
---|
223 |
|
---|
224 | // l'algorithme garanti que "z2-z1 != 0" et "z1<z2"
|
---|
225 | return BinLowEdge(ibin) + (z-z1)/(z2-z1)*binWidth;
|
---|
226 |
|
---|
227 | }
|
---|
228 |
|
---|