pintos-os.org Git - pspp/blob - src/language/data-io/matrix-reader.c

   1 /* PSPP - a program for statistical analysis.
   2    Copyright (C) 2017 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   5    it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   7    (at your option) any later version.
   8
   9    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12    GNU General Public License for more details.
  13
  14    You should have received a copy of the GNU General Public License
  15    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>. */
  16
  17 #include <config.h>
  18
  19 #include "matrix-reader.h"
  20
  21 #include <stdbool.h>
  22
  23 #include <libpspp/hash-functions.h>
  24 #include <libpspp/message.h>
  25 #include <data/casegrouper.h>
  26 #include <data/casereader.h>
  27 #include <data/dictionary.h>
  28 #include <data/variable.h>
  29
  30 #include "gettext.h"
  31 #define _(msgid) gettext (msgid)
  32 #define N_(msgid) msgid
  33
  34
  35 /*
  36 This module interprets a "data matrix", typically generated by the command
  37 MATRIX DATA.  The dictionary of such a matrix takes the form:
  38
  39  s_0, s_1, ... s_m, ROWTYPE_, VARNAME_, v_0, v_1, .... v_n
  40
  41 where s_0, s_1 ... s_m are the variables defining the splits, and
  42 v_0, v_1 ... v_n are the continuous variables.
  43
  44 m >= 0; n >= 0
  45
  46 The ROWTYPE_ variable is of type A8.
  47 The VARNAME_ variable is a string type whose width is not predetermined.
  48 The variables s_x are of type F4.0 (although this reader accepts any type),
  49 and v_x are of any numeric type.
  50
  51 The values of the ROWTYPE_ variable are in the set {MEAN, STDDEV, N, CORR, COV}
  52 and determine the purpose of that case.
  53 The values of the VARNAME_ variable must correspond to the names of the varibles
  54 in {v_0, v_1 ... v_n} and indicate the rows of the correlation or covariance
  55 matrices.
  56
  57
  58
  59 A typical example is as follows:
  60
  61 s_0 ROWTYPE_   VARNAME_   v_0         v_1         v_2
  62
  63 0   MEAN                5.0000       4.0000       3.0000
  64 0   STDDEV              1.0000       2.0000       3.0000
  65 0   N                   9.0000       9.0000       9.0000
  66 0   CORR       V1       1.0000        .6000        .7000
  67 0   CORR       V2        .6000       1.0000        .8000
  68 0   CORR       V3        .7000        .8000       1.0000
  69 1   MEAN                9.0000       8.0000       7.0000
  70 1   STDDEV              5.0000       6.0000       7.0000
  71 1   N                   9.0000       9.0000       9.0000
  72 1   CORR       V1       1.0000        .4000        .3000
  73 1   CORR       V2        .4000       1.0000        .2000
  74 1   CORR       V3        .3000        .2000       1.0000
  75
  76 */
  77
  78 struct matrix_reader
  79 {
  80   const struct variable *varname;
  81   const struct variable *rowtype;
  82   struct casegrouper *grouper;
  83
  84   gsl_matrix *n_vectors;
  85   gsl_matrix *mean_vectors;
  86   gsl_matrix *var_vectors;
  87
  88   //  gsl_matrix *correlation;
  89   //  gsl_matrix *covariance;
  90 };
  91
  92 struct matrix_reader *
  93 create_matrix_reader_from_case_reader (const struct dictionary *dict, struct casereader *in_reader,
  94                                        const struct variable ***vars, size_t *n_vars)
  95 {
  96   struct matrix_reader *mr = xzalloc (sizeof *mr);
  97
  98   mr->varname = dict_lookup_var (dict, "varname_");
  99   if (mr->varname == NULL)
 100     {
 101       msg (ME, _("Matrix dataset lacks a variable called %s."), "VARNAME_");
 102       free (mr);
 103       return NULL;
 104     }
 105
 106   if (!var_is_alpha (mr->varname))
 107     {
 108       msg (ME, _("Matrix dataset variable %s should be of string type."),
 109            "VARNAME_");
 110       free (mr);
 111       return NULL;
 112     }
 113
 114   mr->rowtype = dict_lookup_var (dict, "rowtype_");
 115   if (mr->rowtype == NULL)
 116     {
 117       msg (ME, _("Matrix dataset lacks a variable called %s."), "ROWTYPE_");
 118       free (mr);
 119       return NULL;
 120     }
 121
 122   if (!var_is_alpha (mr->rowtype))
 123     {
 124       msg (ME, _("Matrix dataset variable %s should be of string type."),
 125            "ROWTYPE_");
 126       free (mr);
 127       return NULL;
 128     }
 129
 130   size_t dvarcnt;
 131   const struct variable **dvars = NULL;
 132   dict_get_vars (dict, &dvars, &dvarcnt, DC_SCRATCH);
 133
 134   if (n_vars)
 135     *n_vars = dvarcnt - var_get_dict_index (mr->varname) - 1;
 136
 137   if (vars)
 138     {
 139       int i;
 140       *vars = xcalloc (sizeof (struct variable **), *n_vars);
 141
 142       for (i = 0; i < *n_vars; ++i)
 143         {
 144           (*vars)[i] = dvars[i + var_get_dict_index (mr->varname) + 1];
 145         }
 146     }
 147
 148   /* All the variables before ROWTYPE_ (if any) are split variables */
 149   mr->grouper = casegrouper_create_vars (in_reader, dvars, var_get_dict_index (mr->rowtype));
 150
 151   free (dvars);
 152
 153   return mr;
 154 }
 155
 156 bool
 157 destroy_matrix_reader (struct matrix_reader *mr)
 158 {
 159   if (mr == NULL)
 160     return false;
 161   bool ret = casegrouper_destroy (mr->grouper);
 162   free (mr);
 163   return ret;
 164 }
 165
 166
 167 /*
 168    Allocates MATRIX if necessary,
 169    and populates row MROW, from the data in C corresponding to
 170    variables in VARS. N_VARS is the length of VARS.
 171 */
 172 static void
 173 matrix_fill_row (gsl_matrix **matrix,
 174       const struct ccase *c, int mrow,
 175       const struct variable **vars, size_t n_vars)
 176 {
 177   int col;
 178   if (*matrix == NULL)
 179     *matrix = gsl_matrix_alloc (n_vars, n_vars);
 180
 181   for (col = 0; col < n_vars; ++col)
 182     {
 183       const struct variable *cv = vars [col];
 184       double x = case_data (c, cv)->f;
 185       assert (col  < (*matrix)->size2);
 186       assert (mrow < (*matrix)->size1);
 187       gsl_matrix_set (*matrix, mrow, col, x);
 188     }
 189 }
 190
 191 bool
 192 next_matrix_from_reader (struct matrix_material *mm,
 193                          struct matrix_reader *mr,
 194                          const struct variable **vars, int n_vars)
 195 {
 196   struct casereader *group;
 197
 198   assert (vars);
 199
 200   gsl_matrix_free (mr->n_vectors);
 201   gsl_matrix_free (mr->mean_vectors);
 202   gsl_matrix_free (mr->var_vectors);
 203
 204   if (!casegrouper_get_next_group (mr->grouper, &group))
 205     return false;
 206
 207   mr->n_vectors    = gsl_matrix_alloc (n_vars, n_vars);
 208   mr->mean_vectors = gsl_matrix_alloc (n_vars, n_vars);
 209   mr->var_vectors  = gsl_matrix_alloc (n_vars, n_vars);
 210
 211   mm->n = mr->n_vectors;
 212   mm->mean_matrix = mr->mean_vectors;
 213   mm->var_matrix = mr->var_vectors;
 214
 215   // FIXME: Make this into a hash table.
 216   unsigned long *table = xmalloc (sizeof (*table) * n_vars);
 217   int i;
 218   for (i = 0; i < n_vars; ++i)
 219     {
 220       const int w = var_get_width (mr->varname);
 221       char s[w];
 222       memset (s, 0, w);
 223       const char *name = var_get_name (vars[i]);
 224       strncpy (s, name, w);
 225       unsigned long h = hash_bytes (s, w, 0);
 226       table[i] = h;
 227     }
 228
 229   struct ccase *c;
 230   for ( ; (c = casereader_read (group) ); case_unref (c))
 231     {
 232       const union value *uv  = case_data (c, mr->rowtype);
 233       int col, row;
 234       for (col = 0; col < n_vars; ++col)
 235         {
 236           const struct variable *cv = vars[col];
 237           double x = case_data (c, cv)->f;
 238           if (0 == strncasecmp ((char *)value_str (uv, 8), "N       ", 8))
 239             for (row = 0; row < n_vars; ++row)
 240               gsl_matrix_set (mr->n_vectors, row, col, x);
 241           else if (0 == strncasecmp ((char *) value_str (uv, 8), "MEAN    ", 8))
 242             for (row = 0; row < n_vars; ++row)
 243               gsl_matrix_set (mr->mean_vectors, row, col, x);
 244           else if (0 == strncasecmp ((char *) value_str (uv, 8), "STDDEV  ", 8))
 245             for (row = 0; row < n_vars; ++row)
 246               gsl_matrix_set (mr->var_vectors, row, col, x * x);
 247         }
 248
 249       const union value *uvv  = case_data (c, mr->varname);
 250       const uint8_t *vs = value_str (uvv, var_get_width (mr->varname));
 251       int w = var_get_width (mr->varname);
 252       unsigned long h = hash_bytes (vs, w, 0);
 253
 254       int mrow = -1;
 255       for (i = 0; i < n_vars; ++i)
 256         {
 257           if (table[i] == h)
 258             {
 259               mrow = i;
 260               break;
 261             }
 262         }
 263
 264       if (mrow == -1)
 265         continue;
 266
 267       if (0 == strncasecmp ((char *) value_str (uv, 8), "CORR    ", 8))
 268         {
 269           matrix_fill_row (&mm->corr, c, mrow, vars, n_vars);
 270         }
 271       else if (0 == strncasecmp ((char *) value_str (uv, 8), "COV     ", 8))
 272         {
 273           matrix_fill_row (&mm->cov, c, mrow, vars, n_vars);
 274         }
 275     }
 276
 277   casereader_destroy (group);
 278
 279   free (table);
 280
 281   return true;
 282 }