src/gromacs/gmxana/cmat.c

   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, 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 "gromacs/fileio/matio.h"
  42 #include "gromacs/fileio/xvgr.h"
  43 #include "gromacs/legacyheaders/macros.h"
  44 #include "gromacs/math/vec.h"
  45 #include "gromacs/utility/futil.h"
  46 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  47
  48 t_mat *init_mat(int n1, gmx_bool b1D)
  49 {
  50     t_mat *m;
  51
  52     snew(m, 1);
  53     m->n1     = n1;
  54     m->nn     = 0;
  55     m->b1D    = b1D;
  56     m->maxrms = 0;
  57     m->minrms = 1e20;
  58     m->sumrms = 0;
  59     m->mat    = mk_matrix(n1, n1, b1D);
  60
  61     snew(m->erow, n1);
  62     snew(m->m_ind, n1);
  63     reset_index(m);
  64
  65     return m;
  66 }
  67
  68 void copy_t_mat(t_mat *dst, t_mat *src)
  69 {
  70     int i, j;
  71
  72     if (dst->nn != src->nn)
  73     {
  74         fprintf(stderr, "t_mat structures not identical in size dst %d src %d\n", dst->nn, src->nn);
  75         return;
  76     }
  77     dst->maxrms = src->maxrms;
  78     dst->minrms = src->minrms;
  79     dst->sumrms = src->sumrms;
  80     for (i = 0; (i < src->nn); i++)
  81     {
  82         for (j = 0; (j < src->nn); j++)
  83         {
  84             dst->mat[i][j] = src->mat[i][j];
  85         }
  86         dst->erow[i]  = src->erow[i];
  87         dst->m_ind[i] = src->m_ind[i];
  88     }
  89 }
  90
  91 void enlarge_mat(t_mat *m, int deltan)
  92 {
  93     int i, j;
  94
  95     srenew(m->erow, m->nn+deltan);
  96     srenew(m->m_ind, m->nn+deltan);
  97     srenew(m->mat, m->nn+deltan);
  98
  99     /* Reallocate existing rows in the matrix, and set them to zero */
 100     for (i = 0; (i < m->nn); i++)
 101     {
 102         srenew(m->mat[i], m->nn+deltan);
 103         for (j = m->nn; (j < m->nn+deltan); j++)
 104         {
 105             m->mat[i][j] = 0;
 106         }
 107     }
 108     /* Allocate new rows of the matrix, set energies to zero */
 109     for (i = m->nn; (i < m->nn+deltan); i++)
 110     {
 111         m->erow[i]  = 0;
 112         snew(m->mat[i], m->nn+deltan);
 113     }
 114     m->nn += deltan;
 115 }
 116
 117 void reset_index(t_mat *m)
 118 {
 119     int i;
 120
 121     for (i = 0; (i < m->n1); i++)
 122     {
 123         m->m_ind[i] = i;
 124     }
 125 }
 126
 127 void set_mat_entry(t_mat *m, int i, int j, real val)
 128 {
 129     m->mat[i][j] = m->mat[j][i] = val;
 130     m->maxrms    = max(m->maxrms, val);
 131     if (j != i)
 132     {
 133         m->minrms  = min(m->minrms, val);
 134     }
 135     m->sumrms   += val;
 136     m->nn        = max(m->nn, max(j+1, i+1));
 137 }
 138
 139 void done_mat(t_mat **m)
 140 {
 141     done_matrix((*m)->n1, &((*m)->mat));
 142     sfree((*m)->m_ind);
 143     sfree((*m)->erow);
 144     sfree(*m);
 145     *m = NULL;
 146 }
 147
 148 real mat_energy(t_mat *m)
 149 {
 150     int  j;
 151     real emat = 0;
 152
 153     for (j = 0; (j < m->nn-1); j++)
 154     {
 155         emat += sqr(m->mat[j][j+1]);
 156     }
 157     return emat;
 158 }
 159
 160 void swap_rows(t_mat *m, int iswap, int jswap)
 161 {
 162     real *tmp, ttt;
 163     int   i, itmp;
 164
 165     /* Swap indices */
 166     itmp            = m->m_ind[iswap];
 167     m->m_ind[iswap] = m->m_ind[jswap];
 168     m->m_ind[jswap] = itmp;
 169
 170     /* Swap rows (since the matrix is an array of pointers) */
 171     tmp           = m->mat[iswap];
 172     m->mat[iswap] = m->mat[jswap];
 173     m->mat[jswap] = tmp;
 174
 175     /* Swap columns */
 176     for (i = 0; (i < m->nn); i++)
 177     {
 178         ttt              = m->mat[i][iswap];
 179         m->mat[i][iswap] = m->mat[i][jswap];
 180         m->mat[i][jswap] = ttt;
 181     }
 182 }
 183
 184 void swap_mat(t_mat *m)
 185 {
 186     t_mat *tmp;
 187     int    i, j;
 188
 189     tmp = init_mat(m->nn, FALSE);
 190     for (i = 0; (i < m->nn); i++)
 191     {
 192         for (j = 0; (j < m->nn); j++)
 193         {
 194             tmp->mat[m->m_ind[i]][m->m_ind[j]] = m->mat[i][j];
 195         }
 196     }
 197     /*tmp->mat[i][j] =  m->mat[m->m_ind[i]][m->m_ind[j]]; */
 198     for (i = 0; (i < m->nn); i++)
 199     {
 200         for (j = 0; (j < m->nn); j++)
 201         {
 202             m->mat[i][j] = tmp->mat[i][j];
 203         }
 204     }
 205     done_mat(&tmp);
 206 }
 207
 208 void low_rmsd_dist(const char *fn, real maxrms, int nn, real **mat,
 209                    const output_env_t oenv)
 210 {
 211     FILE   *fp;
 212     int     i, j, *histo, x;
 213     real    fac;
 214
 215     fac = 100/maxrms;
 216     snew(histo, 101);
 217     for (i = 0; i < nn; i++)
 218     {
 219         for (j = i+1; j < nn; j++)
 220         {
 221             x = (int)(fac*mat[i][j]+0.5);
 222             if (x <= 100)
 223             {
 224                 histo[x]++;
 225             }
 226         }
 227     }
 228
 229     fp = xvgropen(fn, "RMS Distribution", "RMS (nm)", "a.u.", oenv);
 230     for (i = 0; (i < 101); i++)
 231     {
 232         fprintf(fp, "%10g  %10d\n", i/fac, histo[i]);
 233     }
 234     gmx_ffclose(fp);
 235     sfree(histo);
 236 }
 237
 238 void rmsd_distribution(const char *fn, t_mat *rms, const output_env_t oenv)
 239 {
 240     low_rmsd_dist(fn, rms->maxrms, rms->nn, rms->mat, oenv);
 241 }
 242
 243 t_clustid *new_clustid(int n1)
 244 {
 245     t_clustid *c;
 246     int        i;
 247
 248     snew(c, n1);
 249     for (i = 0; (i < n1); i++)
 250     {
 251         c[i].conf  = i;
 252         c[i].clust = i;
 253     }
 254     return c;
 255 }