src/gromacs/gmxana/cmat.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   5  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2013,2014,2015,2017,2018,2019, by the GROMACS development team, led by
   7  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   8  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   9  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37 #include "gmxpre.h"
  38
  39 #include "cmat.h"
  40
  41 #include <algorithm>
  42
  43 #include "gromacs/fileio/matio.h"
  44 #include "gromacs/fileio/xvgr.h"
  45 #include "gromacs/math/functions.h"
  46 #include "gromacs/math/vec.h"
  47 #include "gromacs/utility/futil.h"
  48 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  49
  50 t_mat* init_mat(int n1, gmx_bool b1D)
  51 {
  52     t_mat* m;
  53
  54     snew(m, 1);
  55     m->n1     = n1;
  56     m->nn     = 0;
  57     m->b1D    = b1D;
  58     m->maxrms = 0;
  59     m->minrms = 1e20;
  60     m->sumrms = 0;
  61     m->mat    = mk_matrix(n1, n1, b1D);
  62
  63     snew(m->erow, n1);
  64     snew(m->m_ind, n1);
  65     reset_index(m);
  66
  67     return m;
  68 }
  69
  70 void copy_t_mat(t_mat* dst, t_mat* src)
  71 {
  72     int i, j;
  73
  74     if (dst->nn != src->nn)
  75     {
  76         fprintf(stderr, "t_mat structures not identical in size dst %d src %d\n", dst->nn, src->nn);
  77         return;
  78     }
  79     dst->maxrms = src->maxrms;
  80     dst->minrms = src->minrms;
  81     dst->sumrms = src->sumrms;
  82     for (i = 0; (i < src->nn); i++)
  83     {
  84         for (j = 0; (j < src->nn); j++)
  85         {
  86             dst->mat[i][j] = src->mat[i][j];
  87         }
  88         dst->erow[i]  = src->erow[i];
  89         dst->m_ind[i] = src->m_ind[i];
  90     }
  91 }
  92
  93 void enlarge_mat(t_mat* m, int deltan)
  94 {
  95     int i, j;
  96
  97     srenew(m->erow, m->nn + deltan);
  98     srenew(m->m_ind, m->nn + deltan);
  99     srenew(m->mat, m->nn + deltan);
 100
 101     /* Reallocate existing rows in the matrix, and set them to zero */
 102     for (i = 0; (i < m->nn); i++)
 103     {
 104         srenew(m->mat[i], m->nn + deltan);
 105         for (j = m->nn; (j < m->nn + deltan); j++)
 106         {
 107             m->mat[i][j] = 0;
 108         }
 109     }
 110     /* Allocate new rows of the matrix, set energies to zero */
 111     for (i = m->nn; (i < m->nn + deltan); i++)
 112     {
 113         m->erow[i] = 0;
 114         snew(m->mat[i], m->nn + deltan);
 115     }
 116     m->nn += deltan;
 117 }
 118
 119 void reset_index(t_mat* m)
 120 {
 121     int i;
 122
 123     for (i = 0; (i < m->n1); i++)
 124     {
 125         m->m_ind[i] = i;
 126     }
 127 }
 128
 129 void set_mat_entry(t_mat* m, int i, int j, real val)
 130 {
 131     m->mat[i][j] = m->mat[j][i] = val;
 132     m->maxrms                   = std::max(m->maxrms, val);
 133     if (j != i)
 134     {
 135         m->minrms = std::min(m->minrms, val);
 136     }
 137     m->sumrms += val;
 138     m->nn = std::max(m->nn, std::max(j + 1, i + 1));
 139 }
 140
 141 void done_mat(t_mat** m)
 142 {
 143     done_matrix((*m)->n1, &((*m)->mat));
 144     sfree((*m)->m_ind);
 145     sfree((*m)->erow);
 146     sfree(*m);
 147     *m = nullptr;
 148 }
 149
 150 real mat_energy(t_mat* m)
 151 {
 152     int  j;
 153     real emat = 0;
 154
 155     for (j = 0; (j < m->nn - 1); j++)
 156     {
 157         emat += gmx::square(m->mat[j][j + 1]);
 158     }
 159     return emat;
 160 }
 161
 162 void swap_rows(t_mat* m, int iswap, int jswap)
 163 {
 164     real *tmp, ttt;
 165     int   i, itmp;
 166
 167     /* Swap indices */
 168     itmp            = m->m_ind[iswap];
 169     m->m_ind[iswap] = m->m_ind[jswap];
 170     m->m_ind[jswap] = itmp;
 171
 172     /* Swap rows (since the matrix is an array of pointers) */
 173     tmp           = m->mat[iswap];
 174     m->mat[iswap] = m->mat[jswap];
 175     m->mat[jswap] = tmp;
 176
 177     /* Swap columns */
 178     for (i = 0; (i < m->nn); i++)
 179     {
 180         ttt              = m->mat[i][iswap];
 181         m->mat[i][iswap] = m->mat[i][jswap];
 182         m->mat[i][jswap] = ttt;
 183     }
 184 }
 185
 186 void swap_mat(t_mat* m)
 187 {
 188     t_mat* tmp;
 189     int    i, j;
 190
 191     tmp = init_mat(m->nn, FALSE);
 192     for (i = 0; (i < m->nn); i++)
 193     {
 194         for (j = 0; (j < m->nn); j++)
 195         {
 196             tmp->mat[m->m_ind[i]][m->m_ind[j]] = m->mat[i][j];
 197         }
 198     }
 199     /*tmp->mat[i][j] =  m->mat[m->m_ind[i]][m->m_ind[j]]; */
 200     for (i = 0; (i < m->nn); i++)
 201     {
 202         for (j = 0; (j < m->nn); j++)
 203         {
 204             m->mat[i][j] = tmp->mat[i][j];
 205         }
 206     }
 207     done_mat(&tmp);
 208 }
 209
 210 void low_rmsd_dist(const char* fn, real maxrms, int nn, real** mat, const gmx_output_env_t* oenv)
 211 {
 212     FILE* fp;
 213     int   i, j, *histo, x;
 214     real  fac;
 215
 216     fac = 100 / maxrms;
 217     snew(histo, 101);
 218     for (i = 0; i < nn; i++)
 219     {
 220         for (j = i + 1; j < nn; j++)
 221         {
 222             x = gmx::roundToInt(fac * mat[i][j]);
 223             if (x <= 100)
 224             {
 225                 histo[x]++;
 226             }
 227         }
 228     }
 229
 230     fp = xvgropen(fn, "RMS Distribution", "RMS (nm)", "a.u.", oenv);
 231     for (i = 0; (i < 101); i++)
 232     {
 233         fprintf(fp, "%10g  %10d\n", i / fac, histo[i]);
 234     }
 235     xvgrclose(fp);
 236     sfree(histo);
 237 }
 238
 239 void rmsd_distribution(const char* fn, t_mat* rms, const gmx_output_env_t* oenv)
 240 {
 241     low_rmsd_dist(fn, rms->maxrms, rms->nn, rms->mat, oenv);
 242 }
 243
 244 t_clustid* new_clustid(int n1)
 245 {
 246     t_clustid* c;
 247     int        i;
 248
 249     snew(c, n1);
 250     for (i = 0; (i < n1); i++)
 251     {
 252         c[i].conf  = i;
 253         c[i].clust = i;
 254     }
 255     return c;
 256 }