src/gromacs/statistics/statistics_test.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) 2001-2008, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2011,2014, 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 "statistics.h"
  40
  41 #include "config.h"
  42
  43 #include <stdio.h>
  44
  45 #include "gromacs/math/vec.h"
  46 #include "gromacs/random/random.h"
  47 #include "gromacs/utility/real.h"
  48 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  49
  50 static void horizontal()
  51 {
  52     gmx_rng_t   rng;
  53     gmx_stats_t straight;
  54     int         i, ok, n = 1000;
  55     real        y, a, b, da, db, aver, sigma, error, chi2, R, *xh, *yh;
  56     FILE       *fp;
  57
  58     rng      = gmx_rng_init(13);
  59     straight = gmx_stats_init();
  60     for (i = 0; (i < n); i++)
  61     {
  62         y = gmx_rng_uniform_real(rng);
  63         if ((ok = gmx_stats_add_point(straight, i, y, 0, 0)) != estatsOK)
  64         {
  65             fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
  66         }
  67     }
  68     /* Horizontal test */
  69     if ((ok = gmx_stats_get_ase(straight, &aver, &sigma, &error)) != estatsOK)
  70     {
  71         fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
  72     }
  73     fp = fopen("straight.xvg", "w");
  74     if ((ok = gmx_stats_dump_xy(straight, fp)) != estatsOK)
  75     {
  76         fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
  77     }
  78     fclose(fp);
  79     printf("Horizontal line: average %g, sigma %g, error %g\n", aver, sigma, error);
  80     if ((ok = gmx_stats_done(straight)) != estatsOK)
  81     {
  82         fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
  83     }
  84 }
  85
  86 static void line()
  87 {
  88     gmx_rng_t   rng;
  89     gmx_stats_t line;
  90     int         i, dy, ok, n = 1000;
  91     real        y, a, b, da, db, aver, sigma, error, chi2, R, rfit;
  92     const real  a0 = 0.23, b0 = 2.7;
  93     FILE       *fp;
  94
  95     for (dy = 0; (dy < 2); dy++)
  96     {
  97         rng      = gmx_rng_init(13);
  98         line     = gmx_stats_init();
  99         for (i = 0; (i < n); i++)
 100         {
 101             y = a0*i+b0+50*(gmx_rng_uniform_real(rng)-0.5);
 102             if ((ok = gmx_stats_add_point(line, i, y, 0, dy*0.1)) != estatsOK)
 103             {
 104                 fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
 105             }
 106         }
 107         /* Line with slope test */
 108         if ((ok = gmx_stats_get_ab(line, elsqWEIGHT_NONE, &a, &b, &da, &db, &chi2, &rfit)) != estatsOK)
 109         {
 110             fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
 111         }
 112         if ((ok = gmx_stats_get_corr_coeff(line, &R)) != estatsOK)
 113         {
 114             fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
 115         }
 116         if (dy == 0)
 117         {
 118             fp = fopen("line0.xvg", "w");
 119         }
 120         else
 121         {
 122             fp = fopen("line1.xvg", "w");
 123         }
 124         if ((ok = gmx_stats_dump_xy(line, fp)) != estatsOK)
 125         {
 126             fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
 127         }
 128         fclose(fp);
 129         printf("Line with eqn. y = %gx + %g with noise%s\n", a0, b0,
 130                (dy == 0) ? "" : " and uncertainties");
 131         printf("Found: a = %g +/- %g, b = %g +/- %g\n", a, da, b, db);
 132         if ((ok = gmx_stats_done(line)) != estatsOK)
 133         {
 134             fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
 135         }
 136         gmx_rng_destroy(rng);
 137     }
 138 }
 139
 140 static void histogram()
 141 {
 142     gmx_rng_t   rng;
 143     gmx_stats_t camel;
 144     int         i, ok, n = 1000, norm;
 145     real        y, a, b, da, db, aver, sigma, error, chi2, R, *xh, *yh;
 146     const real  a0 = 0.23, b0 = 2.7;
 147     FILE       *fp;
 148     char        fn[256];
 149
 150     for (norm = 0; (norm < 2); norm++)
 151     {
 152         rng      = gmx_rng_init(13);
 153         camel    = gmx_stats_init();
 154         for (i = 0; (i < n); i++)
 155         {
 156             y = sqr(gmx_rng_uniform_real(rng));
 157             if ((ok = gmx_stats_add_point(camel, i, y+1, 0, 0)) != estatsOK)
 158             {
 159                 fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
 160             }
 161             y = sqr(gmx_rng_uniform_real(rng));
 162             if ((ok = gmx_stats_add_point(camel, i+0.5, y+2, 0, 0)) != estatsOK)
 163             {
 164                 fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
 165             }
 166         }
 167         /* Histogram test */
 168         if ((ok = gmx_stats_make_histogram(camel, 0, 101, norm, &xh, &yh)) != estatsOK)
 169         {
 170             fprintf(stderr, "%s\n", gmx_stats_message(ok));
 171         }
 172         sprintf(fn, "histo%d-data.xvg", norm);
 173         fp = fopen(fn, "w");
 174         gmx_stats_dump_xy(camel, fp);
 175         fclose(fp);
 176         sprintf(fn, "histo%d.xvg", norm);
 177         fp = fopen(fn, "w");
 178         for (i = 0; (i < 101); i++)
 179         {
 180             fprintf(fp, "%12g  %12g\n", xh[i], yh[i]);
 181         }
 182         fclose(fp);
 183         sfree(xh);
 184         sfree(yh);
 185     }
 186 }
 187
 188 int main(int argc, char *argv[])
 189 {
 190     line();
 191     horizontal();
 192     histogram();
 193
 194     return 0;
 195 }