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