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