d7754220fa4efe7fc2a4861ef4a806fb9deb29b8
[pspp] / src / language / stats / frequencies.q
1 /* PSPP - a program for statistical analysis.
2    Copyright (C) 1997-9, 2000, 2007, 2009, 2010, 2011 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 <math.h>
20 #include <stdlib.h>
21 #include <gsl/gsl_histogram.h>
22
23 #include "data/case.h"
24 #include "data/casegrouper.h"
25 #include "data/casereader.h"
26 #include "data/dataset.h"
27 #include "data/dictionary.h"
28 #include "data/format.h"
29 #include "data/settings.h"
30 #include "data/value-labels.h"
31 #include "data/variable.h"
32 #include "language/command.h"
33 #include "language/dictionary/split-file.h"
34 #include "language/lexer/lexer.h"
35 #include "language/stats/freq.h"
36 #include "libpspp/array.h"
37 #include "libpspp/bit-vector.h"
38 #include "libpspp/compiler.h"
39 #include "libpspp/hmap.h"
40 #include "libpspp/message.h"
41 #include "libpspp/misc.h"
42 #include "libpspp/pool.h"
43 #include "libpspp/str.h"
44 #include "math/histogram.h"
45 #include "math/moments.h"
46 #include "math/chart-geometry.h"
47
48 #include "output/chart-item.h"
49 #include "output/charts/piechart.h"
50 #include "output/charts/plot-hist.h"
51 #include "output/tab.h"
52
53 #include "gl/minmax.h"
54 #include "gl/xalloc.h"
55
56 #include "gettext.h"
57 #define _(msgid) gettext (msgid)
58 #define N_(msgid) msgid
59
60 /* (headers) */
61
62 /* (specification)
63    FREQUENCIES (frq_):
64      *+variables=custom;
65      +format=table:limit(n:limit,"%s>0")/notable/!table,
66              sort:!avalue/dvalue/afreq/dfreq;
67      missing=miss:include/!exclude;
68      barchart(ba_)=:minimum(d:min),
69             :maximum(d:max),
70             scale:freq(*n:freq,"%s>0")/percent(*n:pcnt,"%s>0");
71      piechart(pie_)=:minimum(d:min),
72             :maximum(d:max),
73             missing:missing/!nomissing,
74             scale:!freq/percent;
75      histogram(hi_)=:minimum(d:min),
76             :maximum(d:max),
77             scale:freq(*n:freq,"%s>0")/percent(*n:pcnt,"%s>0"),
78             norm:!nonormal/normal;
79      +grouped=custom;
80      +ntiles=integer;
81      +percentiles = double list;
82      +statistics[st_]=mean,semean,median,mode,stddev,variance,
83             kurtosis,skewness,range,minimum,maximum,sum,
84             default,seskewness,sekurtosis,all,none.
85 */
86 /* (declarations) */
87 /* (functions) */
88
89 /* Statistics. */
90 enum
91   {
92     FRQ_MEAN, FRQ_SEMEAN, FRQ_MEDIAN, FRQ_MODE, FRQ_STDDEV, FRQ_VARIANCE,
93     FRQ_KURT, FRQ_SEKURT, FRQ_SKEW, FRQ_SESKEW, FRQ_RANGE, FRQ_MIN, FRQ_MAX,
94     FRQ_SUM, FRQ_N_STATS
95   };
96
97 /* Description of a statistic. */
98 struct frq_info
99   {
100     int st_indx;                /* Index into a_statistics[]. */
101     const char *s10;            /* Identifying string. */
102   };
103
104 /* Table of statistics, indexed by dsc_*. */
105 static const struct frq_info st_name[FRQ_N_STATS + 1] =
106 {
107   {FRQ_ST_MEAN, N_("Mean")},
108   {FRQ_ST_SEMEAN, N_("S.E. Mean")},
109   {FRQ_ST_MEDIAN, N_("Median")},
110   {FRQ_ST_MODE, N_("Mode")},
111   {FRQ_ST_STDDEV, N_("Std Dev")},
112   {FRQ_ST_VARIANCE, N_("Variance")},
113   {FRQ_ST_KURTOSIS, N_("Kurtosis")},
114   {FRQ_ST_SEKURTOSIS, N_("S.E. Kurt")},
115   {FRQ_ST_SKEWNESS, N_("Skewness")},
116   {FRQ_ST_SESKEWNESS, N_("S.E. Skew")},
117   {FRQ_ST_RANGE, N_("Range")},
118   {FRQ_ST_MINIMUM, N_("Minimum")},
119   {FRQ_ST_MAXIMUM, N_("Maximum")},
120   {FRQ_ST_SUM, N_("Sum")},
121   {-1, 0},
122 };
123
124 /* Percentiles to calculate. */
125
126 struct percentile
127 {
128   double p;        /* the %ile to be calculated */
129   double value;    /* the %ile's value */
130   bool show;       /* True to show this percentile in the statistics box. */
131 };
132
133 /* Groups of statistics. */
134 #define BI          BIT_INDEX
135 #define FRQ_DEFAULT                                                     \
136         (BI (FRQ_MEAN) | BI (FRQ_STDDEV) | BI (FRQ_MIN) | BI (FRQ_MAX))
137 #define FRQ_ALL                                                 \
138         (BI (FRQ_SUM) | BI(FRQ_MIN) | BI(FRQ_MAX)               \
139          | BI(FRQ_MEAN) | BI(FRQ_SEMEAN) | BI(FRQ_STDDEV)       \
140          | BI(FRQ_VARIANCE) | BI(FRQ_KURT) | BI(FRQ_SEKURT)     \
141          | BI(FRQ_SKEW) | BI(FRQ_SESKEW) | BI(FRQ_RANGE)        \
142          | BI(FRQ_RANGE) | BI(FRQ_MODE) | BI(FRQ_MEDIAN))
143
144 struct frq_chart
145   {
146     double x_min;               /* X axis minimum value. */
147     double x_max;               /* X axis maximum value. */
148     int y_scale;                /* Y axis scale: FRQ_FREQ or FRQ_PERCENT. */
149
150     /* Histograms only. */
151     double y_max;               /* Y axis maximum value. */
152     bool draw_normal;           /* Whether to draw normal curve. */
153
154     /* Pie charts only. */
155     bool include_missing;       /* Whether to include missing values. */
156   };
157
158 /* Frequency tables. */
159
160 /* Entire frequency table. */
161 struct freq_tab
162   {
163     struct hmap data;           /* Hash table for accumulating counts. */
164     struct freq *valid;         /* Valid freqs. */
165     int n_valid;                /* Number of total freqs. */
166     const struct dictionary *dict; /* Source of entries in the table. */
167
168     struct freq *missing;       /* Missing freqs. */
169     int n_missing;              /* Number of missing freqs. */
170
171     /* Statistics. */
172     double total_cases;         /* Sum of weights of all cases. */
173     double valid_cases;         /* Sum of weights of valid cases. */
174   };
175
176 /* Per-variable frequency data. */
177 struct var_freqs
178   {
179     struct variable *var;
180
181     /* Freqency table. */
182     struct freq_tab tab;        /* Frequencies table to use. */
183
184     /* Percentiles. */
185     int n_groups;               /* Number of groups. */
186     double *groups;             /* Groups. */
187
188     /* Statistics. */
189     double stat[FRQ_N_STATS];
190
191     /* Variable attributes. */
192     int width;
193   };
194
195 struct frq_proc
196   {
197     struct pool *pool;
198
199     struct var_freqs *vars;
200     size_t n_vars;
201
202     /* Percentiles to calculate and possibly display. */
203     struct percentile *percentiles;
204     int n_percentiles, n_show_percentiles;
205
206     /* Frequency table display. */
207     int max_categories;         /* Maximum categories to show. */
208     int sort;                   /* FRQ_AVALUE or FRQ_DVALUE
209                                    or FRQ_ACOUNT or FRQ_DCOUNT. */
210
211     /* Statistics; number of statistics. */
212     unsigned long stats;
213     int n_stats;
214
215     /* Histogram and pie chart settings. */
216     struct frq_chart *hist, *pie;
217   };
218
219 static void determine_charts (struct frq_proc *,
220                               const struct cmd_frequencies *);
221
222 static void calc_stats (const struct var_freqs *, double d[FRQ_N_STATS]);
223 static void calc_percentiles (const struct frq_proc *,
224                               const struct var_freqs *);
225
226 static void precalc (struct frq_proc *, struct casereader *, struct dataset *);
227 static void calc (struct frq_proc *, const struct ccase *,
228                   const struct dataset *);
229 static void postcalc (struct frq_proc *, const struct dataset *);
230
231 static void postprocess_freq_tab (const struct frq_proc *, struct var_freqs *);
232 static void dump_freq_table (const struct var_freqs *,
233                              const struct variable *weight_var);
234 static void dump_statistics (const struct frq_proc *, const struct var_freqs *,
235                              const struct variable *weight_var);
236 static void cleanup_freq_tab (struct var_freqs *);
237
238 static void add_percentile (struct frq_proc *, double x, bool show,
239                             size_t *allocated_percentiles);
240
241 static void do_piechart(const struct frq_chart *, const struct variable *,
242                         const struct freq_tab *);
243
244 struct histogram *freq_tab_to_hist(const struct frq_proc *,
245                                    const struct freq_tab *,
246                                    const struct variable *);
247 \f
248 /* Parser and outline. */
249
250 int
251 cmd_frequencies (struct lexer *lexer, struct dataset *ds)
252 {
253   struct cmd_frequencies cmd;
254   struct frq_proc frq;
255   struct casegrouper *grouper;
256   struct casereader *input, *group;
257   size_t allocated_percentiles;
258   bool ok;
259   int i;
260
261   frq.pool = pool_create ();
262
263   frq.vars = NULL;
264   frq.n_vars = 0;
265
266   frq.percentiles = NULL;
267   frq.n_percentiles = 0;
268   frq.n_show_percentiles = 0;
269
270   frq.hist = NULL;
271   frq.pie = NULL;
272
273   allocated_percentiles = 0;
274
275   if (!parse_frequencies (lexer, ds, &cmd, &frq))
276     {
277       pool_destroy (frq.pool);
278       return CMD_FAILURE;
279     }
280
281   /* Figure out when to show frequency tables. */
282   frq.max_categories = (cmd.table == FRQ_NOTABLE ? -1
283                         : cmd.table == FRQ_TABLE ? INT_MAX
284                         : cmd.limit);
285   frq.sort = cmd.sort;
286
287   /* Figure out statistics to calculate. */
288   frq.stats = 0;
289   if (cmd.a_statistics[FRQ_ST_DEFAULT] || !cmd.sbc_statistics)
290     frq.stats |= FRQ_DEFAULT;
291   if (cmd.a_statistics[FRQ_ST_ALL])
292     frq.stats |= FRQ_ALL;
293   if (cmd.sort != FRQ_AVALUE && cmd.sort != FRQ_DVALUE)
294     frq.stats &= ~BIT_INDEX (FRQ_MEDIAN);
295   for (i = 0; i < FRQ_N_STATS; i++)
296     if (cmd.a_statistics[st_name[i].st_indx])
297       frq.stats |= BIT_INDEX (i);
298   if (frq.stats & FRQ_KURT)
299     frq.stats |= BIT_INDEX (FRQ_SEKURT);
300   if (frq.stats & FRQ_SKEW)
301     frq.stats |= BIT_INDEX (FRQ_SESKEW);
302
303   /* Calculate n_stats. */
304   frq.n_stats = 0;
305   for (i = 0; i < FRQ_N_STATS; i++)
306     if ((frq.stats & BIT_INDEX (i)))
307       frq.n_stats++;
308
309   /* Charting. */
310   determine_charts (&frq, &cmd);
311   if (cmd.sbc_histogram || cmd.sbc_piechart || cmd.sbc_ntiles)
312     cmd.sort = FRQ_AVALUE;
313
314   /* Work out what percentiles need to be calculated */
315   if ( cmd.sbc_percentiles )
316     {
317       for ( i = 0 ; i < MAXLISTS ; ++i )
318         {
319           int pl;
320           subc_list_double *ptl_list = &cmd.dl_percentiles[i];
321           for ( pl = 0 ; pl < subc_list_double_count(ptl_list); ++pl)
322             add_percentile (&frq, subc_list_double_at(ptl_list, pl) / 100.0,
323                             true, &allocated_percentiles);
324         }
325     }
326   if ( cmd.sbc_ntiles )
327     {
328       for ( i = 0 ; i < cmd.sbc_ntiles ; ++i )
329         {
330           int j;
331           for (j = 0; j <= cmd.n_ntiles[i]; ++j )
332             add_percentile (&frq, j / (double) cmd.n_ntiles[i], true,
333                             &allocated_percentiles);
334         }
335     }
336   if (frq.stats & BIT_INDEX (FRQ_MEDIAN))
337     {
338       /* Treat the median as the 50% percentile.
339          We output it in the percentiles table as "50 (Median)." */
340       add_percentile (&frq, 0.5, true, &allocated_percentiles);
341       frq.stats &= ~BIT_INDEX (FRQ_MEDIAN);
342       frq.n_stats--;
343     }
344   if (cmd.sbc_histogram)
345     {
346       add_percentile (&frq, 0.25, false, &allocated_percentiles);
347       add_percentile (&frq, 0.75, false, &allocated_percentiles);
348     }
349
350   /* Do it! */
351   input = casereader_create_filter_weight (proc_open (ds), dataset_dict (ds),
352                                            NULL, NULL);
353   grouper = casegrouper_create_splits (input, dataset_dict (ds));
354   for (; casegrouper_get_next_group (grouper, &group);
355        casereader_destroy (group))
356     {
357       struct ccase *c;
358
359       precalc (&frq, group, ds);
360       for (; (c = casereader_read (group)) != NULL; case_unref (c))
361         calc (&frq, c, ds);
362       postcalc (&frq, ds);
363     }
364   ok = casegrouper_destroy (grouper);
365   ok = proc_commit (ds) && ok;
366
367   free_frequencies(&cmd);
368
369   pool_destroy (frq.pool);
370   free (frq.vars);
371   free (frq.percentiles);
372   free (frq.hist);
373   free (frq.pie);
374
375   return ok ? CMD_SUCCESS : CMD_CASCADING_FAILURE;
376 }
377
378 /* Figure out which charts the user requested.  */
379 static void
380 determine_charts (struct frq_proc *frq, const struct cmd_frequencies *cmd)
381 {
382   if (cmd->sbc_barchart)
383     msg (SW, _("Bar charts are not implemented."));
384
385   if (cmd->sbc_histogram)
386     {
387       struct frq_chart *hist;
388
389       hist = frq->hist = xmalloc (sizeof *frq->hist);
390       hist->x_min = cmd->hi_min;
391       hist->x_max = cmd->hi_max;
392       hist->y_scale = cmd->hi_scale;
393       hist->y_max = cmd->hi_scale == FRQ_FREQ ? cmd->hi_freq : cmd->hi_pcnt;
394       hist->draw_normal = cmd->hi_norm != FRQ_NONORMAL;
395       hist->include_missing = false;
396
397       if (hist->x_min != SYSMIS && hist->x_max != SYSMIS
398           && hist->x_min >= hist->x_max)
399         {
400           msg (SE, _("MAX for histogram must be greater than or equal to MIN, "
401                      "but MIN was specified as %.15g and MAX as %.15g.  "
402                      "MIN and MAX will be ignored."),
403                hist->x_min, hist->x_max);
404           hist->x_min = hist->x_max = SYSMIS;
405         }
406     }
407
408   if (cmd->sbc_piechart)
409     {
410       struct frq_chart *pie;
411
412       pie = frq->pie = xmalloc (sizeof *frq->pie);
413       pie->x_min = cmd->pie_min;
414       pie->x_max = cmd->pie_max;
415       pie->y_scale = cmd->pie_scale;
416       pie->include_missing = cmd->pie_missing == FRQ_MISSING;
417
418       if (pie->x_min != SYSMIS && pie->x_max != SYSMIS
419           && pie->x_min >= pie->x_max)
420         {
421           msg (SE, _("MAX for pie chart must be greater than or equal to MIN, "
422                      "but MIN was specified as %.15g and MAX as %.15g.  "
423                      "MIN and MAX will be ignored."), pie->x_min, pie->x_max);
424           pie->x_min = pie->x_max = SYSMIS;
425         }
426     }
427 }
428
429 /* Add data from case C to the frequency table. */
430 static void
431 calc (struct frq_proc *frq, const struct ccase *c, const struct dataset *ds)
432 {
433   double weight = dict_get_case_weight (dataset_dict (ds), c, NULL);
434   size_t i;
435
436   for (i = 0; i < frq->n_vars; i++)
437     {
438       struct var_freqs *vf = &frq->vars[i];
439       const union value *value = case_data (c, vf->var);
440       size_t hash = value_hash (value, vf->width, 0);
441       struct freq *f;
442
443       f = freq_hmap_search (&vf->tab.data, value, vf->width, hash);
444       if (f == NULL)
445         f = freq_hmap_insert (&vf->tab.data, value, vf->width, hash);
446
447       f->count += weight;
448     }
449 }
450
451 /* Prepares each variable that is the target of FREQUENCIES by setting
452    up its hash table. */
453 static void
454 precalc (struct frq_proc *frq, struct casereader *input, struct dataset *ds)
455 {
456   struct ccase *c;
457   size_t i;
458
459   c = casereader_peek (input, 0);
460   if (c != NULL)
461     {
462       output_split_file_values (ds, c);
463       case_unref (c);
464     }
465
466   for (i = 0; i < frq->n_vars; i++)
467     hmap_init (&frq->vars[i].tab.data);
468 }
469
470 /* Finishes up with the variables after frequencies have been
471    calculated.  Displays statistics, percentiles, ... */
472 static void
473 postcalc (struct frq_proc *frq, const struct dataset *ds)
474 {
475   const struct dictionary *dict = dataset_dict (ds);
476   const struct variable *wv = dict_get_weight (dict);
477   size_t i;
478
479   for (i = 0; i < frq->n_vars; i++)
480     {
481       struct var_freqs *vf = &frq->vars[i];
482
483       postprocess_freq_tab (frq, vf);
484
485       /* Frequencies tables. */
486       if (vf->tab.n_valid + vf->tab.n_missing <= frq->max_categories)
487         dump_freq_table (vf, wv);
488
489       /* Statistics. */
490       if (frq->n_stats)
491         dump_statistics (frq, vf, wv);
492
493       if (frq->hist && var_is_numeric (vf->var) && vf->tab.n_valid > 0)
494         {
495           double d[FRQ_N_STATS];
496           struct histogram *histogram;
497
498           calc_stats (vf, d);
499
500           histogram = freq_tab_to_hist (frq, &vf->tab, vf->var);
501
502           chart_item_submit (histogram_chart_create (
503                                histogram->gsl_hist, var_to_string(vf->var),
504                                vf->tab.valid_cases,
505                                d[FRQ_MEAN],
506                                d[FRQ_STDDEV],
507                                frq->hist->draw_normal));
508
509           statistic_destroy (&histogram->parent);
510         }
511
512       if (frq->pie)
513         do_piechart(frq->pie, vf->var, &vf->tab);
514
515       cleanup_freq_tab (vf);
516
517     }
518 }
519
520 /* Returns true iff the value in struct freq F is non-missing
521    for variable V. */
522 static bool
523 not_missing (const void *f_, const void *v_)
524 {
525   const struct freq *f = f_;
526   const struct variable *v = v_;
527
528   return !var_is_value_missing (v, &f->value, MV_ANY);
529 }
530
531 struct freq_compare_aux
532   {
533     bool by_freq;
534     bool ascending_freq;
535
536     int width;
537     bool ascending_value;
538   };
539
540 static int
541 compare_freq (const void *a_, const void *b_, const void *aux_)
542 {
543   const struct freq_compare_aux *aux = aux_;
544   const struct freq *a = a_;
545   const struct freq *b = b_;
546
547   if (aux->by_freq && a->count != b->count)
548     {
549       int cmp = a->count > b->count ? 1 : -1;
550       return aux->ascending_freq ? cmp : -cmp;
551     }
552   else
553     {
554       int cmp = value_compare_3way (&a->value, &b->value, aux->width);
555       return aux->ascending_value ? cmp : -cmp;
556     }
557 }
558 /* Summarizes the frequency table data for variable V. */
559 static void
560 postprocess_freq_tab (const struct frq_proc *frq, struct var_freqs *vf)
561 {
562   struct freq_tab *ft = &vf->tab;
563   struct freq_compare_aux aux;
564   size_t count;
565   struct freq *freqs, *f;
566   size_t i;
567
568   /* Extract data from hash table. */
569   count = hmap_count (&ft->data);
570   freqs = freq_hmap_extract (&ft->data);
571
572   /* Put data into ft. */
573   ft->valid = freqs;
574   ft->n_valid = partition (freqs, count, sizeof *freqs, not_missing, vf->var);
575   ft->missing = freqs + ft->n_valid;
576   ft->n_missing = count - ft->n_valid;
577
578   /* Sort data. */
579   aux.by_freq = frq->sort == FRQ_AFREQ || frq->sort == FRQ_DFREQ;
580   aux.ascending_freq = frq->sort != FRQ_DFREQ;
581   aux.width = vf->width;
582   aux.ascending_value = frq->sort != FRQ_DVALUE;
583   sort (ft->valid, ft->n_valid, sizeof *ft->valid, compare_freq, &aux);
584   sort (ft->missing, ft->n_missing, sizeof *ft->missing, compare_freq, &aux);
585
586   /* Summary statistics. */
587   ft->valid_cases = 0.0;
588   for(i = 0 ;  i < ft->n_valid ; ++i )
589     {
590       f = &ft->valid[i];
591       ft->valid_cases += f->count;
592
593     }
594
595   ft->total_cases = ft->valid_cases ;
596   for(i = 0 ;  i < ft->n_missing ; ++i )
597     {
598       f = &ft->missing[i];
599       ft->total_cases += f->count;
600     }
601
602 }
603
604 /* Frees the frequency table for variable V. */
605 static void
606 cleanup_freq_tab (struct var_freqs *vf)
607 {
608   free (vf->tab.valid);
609   freq_hmap_destroy (&vf->tab.data, vf->width);
610 }
611
612 /* Parses the VARIABLES subcommand. */
613 static int
614 frq_custom_variables (struct lexer *lexer, struct dataset *ds,
615                       struct cmd_frequencies *cmd UNUSED, void *frq_ UNUSED)
616 {
617   struct frq_proc *frq = frq_;
618   struct variable **vars;
619   size_t n_vars;
620   size_t i;
621
622   lex_match (lexer, T_EQUALS);
623   if (lex_token (lexer) != T_ALL
624       && (lex_token (lexer) != T_ID
625           || dict_lookup_var (dataset_dict (ds), lex_tokcstr (lexer)) == NULL))
626     return 2;
627
628   /* Get list of current variables, to avoid duplicates. */
629   vars = xmalloc (frq->n_vars * sizeof *vars);
630   n_vars = frq->n_vars;
631   for (i = 0; i < frq->n_vars; i++)
632     vars[i] = frq->vars[i].var;
633
634   if (!parse_variables (lexer, dataset_dict (ds), &vars, &n_vars,
635                         PV_APPEND | PV_NO_SCRATCH))
636     return 0;
637
638   frq->vars = xrealloc (frq->vars, n_vars * sizeof *frq->vars);
639   for (i = frq->n_vars; i < n_vars; i++)
640     {
641       struct variable *var = vars[i];
642       struct var_freqs *vf = &frq->vars[i];
643
644       vf->var = var;
645       vf->tab.valid = vf->tab.missing = NULL;
646       vf->tab.dict = dataset_dict (ds);
647       vf->n_groups = 0;
648       vf->groups = NULL;
649       vf->width = var_get_width (var);
650     }
651   frq->n_vars = n_vars;
652
653   free (vars);
654
655   return 1;
656 }
657
658 /* Parses the GROUPED subcommand, setting the n_grouped, grouped
659    fields of specified variables. */
660 static int
661 frq_custom_grouped (struct lexer *lexer, struct dataset *ds, struct cmd_frequencies *cmd UNUSED, void *frq_ UNUSED)
662 {
663   struct frq_proc *frq = frq_;
664
665   lex_match (lexer, T_EQUALS);
666   if ((lex_token (lexer) == T_ID
667        && dict_lookup_var (dataset_dict (ds), lex_tokcstr (lexer)) != NULL)
668       || lex_token (lexer) == T_ID)
669     for (;;)
670       {
671         size_t i;
672
673         /* Max, current size of list; list itself. */
674         int nl, ml;
675         double *dl;
676
677         /* Variable list. */
678         size_t n;
679         const struct variable **v;
680
681         if (!parse_variables_const (lexer, dataset_dict (ds), &v, &n,
682                               PV_NO_DUPLICATE | PV_NUMERIC))
683           return 0;
684         if (lex_match (lexer, T_LPAREN))
685           {
686             nl = ml = 0;
687             dl = NULL;
688             while (lex_integer (lexer))
689               {
690                 if (nl >= ml)
691                   {
692                     ml += 16;
693                     dl = pool_nrealloc (frq->pool, dl, ml, sizeof *dl);
694                   }
695                 dl[nl++] = lex_tokval (lexer);
696                 lex_get (lexer);
697                 lex_match (lexer, T_COMMA);
698               }
699             /* Note that nl might still be 0 and dl might still be
700                NULL.  That's okay. */
701             if (!lex_match (lexer, T_RPAREN))
702               {
703                 free (v);
704                 lex_error_expecting (lexer, "`)'", NULL_SENTINEL);
705                 return 0;
706               }
707           }
708         else
709           {
710             nl = 0;
711             dl = NULL;
712           }
713
714         for (i = 0; i < n; i++)
715           {
716             size_t j;
717
718             for (j = 0; j < frq->n_vars; j++)
719               {
720                 struct var_freqs *vf = &frq->vars[j];
721                 if (vf->var == v[i])
722                   {
723                     if (vf->groups != NULL)
724                       msg (SE, _("Variables %s specified multiple times on "
725                                  "GROUPED subcommand."), var_get_name (v[i]));
726                     else
727                       {
728                         vf->n_groups = nl;
729                         vf->groups = dl;
730                       }
731                     goto found;
732                   }
733               }
734             msg (SE, _("Variables %s specified on GROUPED but not on "
735                        "VARIABLES."), var_get_name (v[i]));
736
737           found:;
738           }
739
740         free (v);
741         if (lex_token (lexer) != T_SLASH)
742           break;
743
744         if ((lex_next_token (lexer, 1) == T_ID
745              && dict_lookup_var (dataset_dict (ds),
746                                  lex_next_tokcstr (lexer, 1)))
747             || lex_next_token (lexer, 1) == T_ALL)
748           {
749             /* The token after the slash is a variable name.  Keep parsing. */
750             lex_get (lexer);
751           }
752         else
753           {
754             /* The token after the slash must be the start of a new
755                subcommand.  Let the caller see the slash. */
756             break;
757           }
758       }
759
760   return 1;
761 }
762
763 /* Adds X to the list of percentiles, keeping the list in proper
764    order.  If SHOW is true, the percentile will be shown in the statistics
765    box, otherwise it will be hidden. */
766 static void
767 add_percentile (struct frq_proc *frq, double x, bool show,
768                 size_t *allocated_percentiles)
769 {
770   int i;
771
772   /* Do nothing if it's already in the list */
773   for (i = 0; i < frq->n_percentiles; i++)
774     {
775       struct percentile *pc = &frq->percentiles[i];
776
777       if ( fabs(x - pc->p) < DBL_EPSILON )
778         {
779           if (show && !pc->show)
780             {
781               frq->n_show_percentiles++;
782               pc->show = true;
783             }
784           return;
785         }
786
787       if (x < pc->p)
788         break;
789     }
790
791   if (frq->n_percentiles >= *allocated_percentiles)
792     frq->percentiles = x2nrealloc (frq->percentiles, allocated_percentiles,
793                                    sizeof *frq->percentiles);
794   insert_element (frq->percentiles, frq->n_percentiles,
795                   sizeof *frq->percentiles, i);
796   frq->percentiles[i].p = x;
797   frq->percentiles[i].show = show;
798   frq->n_percentiles++;
799   if (show)
800     frq->n_show_percentiles++;
801 }
802
803 /* Comparison functions. */
804
805 \f
806 /* Frequency table display. */
807
808 /* Displays a full frequency table for variable V. */
809 static void
810 dump_freq_table (const struct var_freqs *vf, const struct variable *wv)
811 {
812   const struct fmt_spec *wfmt = wv ? var_get_print_format (wv) : &F_8_0;
813   const struct freq_tab *ft = &vf->tab;
814   int n_categories;
815   struct freq *f;
816   struct tab_table *t;
817   int r, x;
818   double cum_total = 0.0;
819   double cum_freq = 0.0;
820
821   static const char *headings[] = {
822     N_("Value Label"),
823     N_("Value"),
824     N_("Frequency"),
825     N_("Percent"),
826     N_("Valid Percent"),
827     N_("Cum Percent")
828   };
829
830   n_categories = ft->n_valid + ft->n_missing;
831   t = tab_create (6, n_categories + 2);
832   tab_headers (t, 0, 0, 1, 0);
833
834   for (x = 0; x < 6; x++)
835     tab_text (t, x, 0, TAB_CENTER | TAT_TITLE, gettext (headings[x]));
836
837   r = 1;
838   for (f = ft->valid; f < ft->missing; f++)
839     {
840       const char *label;
841       double percent, valid_percent;
842
843       cum_freq += f->count;
844
845       percent = f->count / ft->total_cases * 100.0;
846       valid_percent = f->count / ft->valid_cases * 100.0;
847       cum_total += valid_percent;
848
849       label = var_lookup_value_label (vf->var, &f->value);
850       if (label != NULL)
851         tab_text (t, 0, r, TAB_LEFT, label);
852
853       tab_value (t, 1, r, TAB_NONE, &f->value, vf->var, NULL);
854       tab_double (t, 2, r, TAB_NONE, f->count, wfmt);
855       tab_double (t, 3, r, TAB_NONE, percent, NULL);
856       tab_double (t, 4, r, TAB_NONE, valid_percent, NULL);
857       tab_double (t, 5, r, TAB_NONE, cum_total, NULL);
858       r++;
859     }
860   for (; f < &ft->valid[n_categories]; f++)
861     {
862       const char *label;
863
864       cum_freq += f->count;
865
866       label = var_lookup_value_label (vf->var, &f->value);
867       if (label != NULL)
868         tab_text (t, 0, r, TAB_LEFT, label);
869
870       tab_value (t, 1, r, TAB_NONE, &f->value, vf->var, NULL);
871       tab_double (t, 2, r, TAB_NONE, f->count, wfmt);
872       tab_double (t, 3, r, TAB_NONE,
873                      f->count / ft->total_cases * 100.0, NULL);
874       tab_text (t, 4, r, TAB_NONE, _("Missing"));
875       r++;
876     }
877
878   tab_box (t, TAL_1, TAL_1, -1, TAL_1, 0, 0, 5, r);
879   tab_hline (t, TAL_2, 0, 5, 1);
880   tab_hline (t, TAL_2, 0, 5, r);
881   tab_joint_text (t, 0, r, 1, r, TAB_RIGHT | TAT_TITLE, _("Total"));
882   tab_vline (t, TAL_0, 1, r, r);
883   tab_double (t, 2, r, TAB_NONE, cum_freq, wfmt);
884   tab_fixed (t, 3, r, TAB_NONE, 100.0, 5, 1);
885   tab_fixed (t, 4, r, TAB_NONE, 100.0, 5, 1);
886
887   tab_title (t, "%s", var_to_string (vf->var));
888   tab_submit (t);
889 }
890 \f
891 /* Statistical display. */
892
893 static double
894 calc_percentile (double p, double valid_cases, double x1, double x2)
895 {
896   double s, dummy;
897
898   s = (settings_get_algorithm () != COMPATIBLE
899        ? modf ((valid_cases - 1) * p, &dummy)
900        : modf ((valid_cases + 1) * p - 1, &dummy));
901
902   return x1 + (x2 - x1) * s;
903 }
904
905 /* Calculates all of the percentiles for VF within FRQ. */
906 static void
907 calc_percentiles (const struct frq_proc *frq, const struct var_freqs *vf)
908 {
909   const struct freq_tab *ft = &vf->tab;
910   double W = ft->valid_cases;
911   const struct freq *f;
912   int percentile_idx;
913   double rank;
914
915   assert (ft->n_valid > 0);
916
917   rank = 0;
918   percentile_idx = 0;
919   for (f = ft->valid; f < ft->missing; f++)
920     {
921       rank += f->count;
922       for (; percentile_idx < frq->n_percentiles; percentile_idx++)
923         {
924           struct percentile *pc = &frq->percentiles[percentile_idx];
925           double tp;
926
927           tp = (settings_get_algorithm () == ENHANCED
928                 ? (W - 1) * pc->p
929                 : (W + 1) * pc->p - 1);
930
931           if (rank <= tp)
932             break;
933
934           if (tp + 1 < rank || f + 1 >= ft->missing)
935             pc->value = f->value.f;
936           else
937             pc->value = calc_percentile (pc->p, W, f->value.f, f[1].value.f);
938         }
939     }
940   for (; percentile_idx < frq->n_percentiles; percentile_idx++)
941     {
942       struct percentile *pc = &frq->percentiles[percentile_idx];
943       pc->value = ft->valid[ft->n_valid - 1].value.f;
944     }
945 }
946
947 /* Calculates all the pertinent statistics for VF, putting them in array
948    D[]. */
949 static void
950 calc_stats (const struct var_freqs *vf, double d[FRQ_N_STATS])
951 {
952   const struct freq_tab *ft = &vf->tab;
953   double W = ft->valid_cases;
954   const struct freq *f;
955   struct moments *m;
956   int most_often;
957   double X_mode;
958
959   assert (ft->n_valid > 0);
960
961   /* Calculate the mode. */
962   most_often = -1;
963   X_mode = SYSMIS;
964   for (f = ft->valid; f < ft->missing; f++)
965     {
966       if (most_often < f->count)
967         {
968           most_often = f->count;
969           X_mode = f->value.f;
970         }
971       else if (most_often == f->count)
972         {
973           /* A duplicate mode is undefined.
974              FIXME: keep track of *all* the modes. */
975           X_mode = SYSMIS;
976         }
977     }
978
979   /* Calculate moments. */
980   m = moments_create (MOMENT_KURTOSIS);
981   for (f = ft->valid; f < ft->missing; f++)
982     moments_pass_one (m, f->value.f, f->count);
983   for (f = ft->valid; f < ft->missing; f++)
984     moments_pass_two (m, f->value.f, f->count);
985   moments_calculate (m, NULL, &d[FRQ_MEAN], &d[FRQ_VARIANCE],
986                      &d[FRQ_SKEW], &d[FRQ_KURT]);
987   moments_destroy (m);
988
989   /* Formulas below are taken from _SPSS Statistical Algorithms_. */
990   d[FRQ_MIN] = ft->valid[0].value.f;
991   d[FRQ_MAX] = ft->valid[ft->n_valid - 1].value.f;
992   d[FRQ_MODE] = X_mode;
993   d[FRQ_RANGE] = d[FRQ_MAX] - d[FRQ_MIN];
994   d[FRQ_SUM] = d[FRQ_MEAN] * W;
995   d[FRQ_STDDEV] = sqrt (d[FRQ_VARIANCE]);
996   d[FRQ_SEMEAN] = d[FRQ_STDDEV] / sqrt (W);
997   d[FRQ_SESKEW] = calc_seskew (W);
998   d[FRQ_SEKURT] = calc_sekurt (W);
999 }
1000
1001 /* Displays a table of all the statistics requested for variable V. */
1002 static void
1003 dump_statistics (const struct frq_proc *frq, const struct var_freqs *vf,
1004                  const struct variable *wv)
1005 {
1006   const struct fmt_spec *wfmt = wv ? var_get_print_format (wv) : &F_8_0;
1007   const struct freq_tab *ft = &vf->tab;
1008   double stat_value[FRQ_N_STATS];
1009   struct tab_table *t;
1010   int i, r;
1011
1012   if (var_is_alpha (vf->var))
1013     return;
1014
1015   if (ft->n_valid == 0)
1016     {
1017       msg (SW, _("No valid data for variable %s; statistics not displayed."),
1018            var_get_name (vf->var));
1019       return;
1020     }
1021   calc_stats (vf, stat_value);
1022   calc_percentiles (frq, vf);
1023
1024   t = tab_create (3, frq->n_stats + frq->n_show_percentiles + 2);
1025
1026   tab_box (t, TAL_1, TAL_1, -1, -1 , 0 , 0 , 2, tab_nr(t) - 1) ;
1027
1028
1029   tab_vline (t, TAL_1 , 2, 0, tab_nr(t) - 1);
1030   tab_vline (t, TAL_GAP , 1, 0, tab_nr(t) - 1 ) ;
1031
1032   r=2; /* N missing and N valid are always dumped */
1033
1034   for (i = 0; i < FRQ_N_STATS; i++)
1035     if (frq->stats & BIT_INDEX (i))
1036       {
1037         tab_text (t, 0, r, TAB_LEFT | TAT_TITLE,
1038                       gettext (st_name[i].s10));
1039         tab_double (t, 2, r, TAB_NONE, stat_value[i], NULL);
1040         r++;
1041       }
1042
1043   tab_text (t, 0, 0, TAB_LEFT | TAT_TITLE, _("N"));
1044   tab_text (t, 1, 0, TAB_LEFT | TAT_TITLE, _("Valid"));
1045   tab_text (t, 1, 1, TAB_LEFT | TAT_TITLE, _("Missing"));
1046
1047   tab_double (t, 2, 0, TAB_NONE, ft->valid_cases, wfmt);
1048   tab_double (t, 2, 1, TAB_NONE, ft->total_cases - ft->valid_cases, wfmt);
1049
1050   for (i = 0; i < frq->n_percentiles; i++)
1051     {
1052       struct percentile *pc = &frq->percentiles[i];
1053
1054       if (!pc->show)
1055         continue;
1056
1057       if ( i == 0 )
1058         {
1059           tab_text (t, 0, r, TAB_LEFT | TAT_TITLE, _("Percentiles"));
1060         }
1061
1062       if (pc->p == 0.5)
1063         tab_text (t, 1, r, TAB_LEFT, _("50 (Median)"));
1064       else
1065         tab_fixed (t, 1, r, TAB_LEFT, pc->p * 100, 3, 0);
1066       tab_double (t, 2, r, TAB_NONE, pc->value,
1067                   var_get_print_format (vf->var));
1068       r++;
1069     }
1070
1071   tab_title (t, "%s", var_to_string (vf->var));
1072
1073   tab_submit (t);
1074 }
1075
1076 static double
1077 calculate_iqr (const struct frq_proc *frq)
1078 {
1079   double q1 = SYSMIS;
1080   double q3 = SYSMIS;
1081   int i;
1082
1083   for (i = 0; i < frq->n_percentiles; i++)
1084     {
1085       struct percentile *pc = &frq->percentiles[i];
1086
1087       if (fabs (0.25 - pc->p) < DBL_EPSILON)
1088         q1 = pc->value;
1089       else if (fabs (0.75 - pc->p) < DBL_EPSILON)
1090         q3 = pc->value;
1091     }
1092
1093   return q1 == SYSMIS || q3 == SYSMIS ? SYSMIS : q3 - q1;
1094 }
1095
1096 static bool
1097 chart_includes_value (const struct frq_chart *chart,
1098                       const struct variable *var,
1099                       const union value *value)
1100 {
1101   if (!chart->include_missing && var_is_value_missing (var, value, MV_ANY))
1102     return false;
1103
1104   if (var_is_numeric (var)
1105       && ((chart->x_min != SYSMIS && value->f < chart->x_min)
1106           || (chart->x_max != SYSMIS && value->f > chart->x_max)))
1107     return false;
1108
1109   return true;
1110 }
1111
1112 /* Create a gsl_histogram from a freq_tab */
1113 struct histogram *
1114 freq_tab_to_hist (const struct frq_proc *frq, const struct freq_tab *ft,
1115                   const struct variable *var)
1116 {
1117   double x_min, x_max, valid_freq;
1118   int i;
1119   double bin_width;
1120   struct histogram *histogram;
1121   double iqr;
1122
1123   /* Find out the extremes of the x value, within the range to be included in
1124      the histogram, and sum the total frequency of those values. */
1125   x_min = DBL_MAX;
1126   x_max = -DBL_MAX;
1127   valid_freq = 0;
1128   for (i = 0; i < ft->n_valid; i++)
1129     {
1130       const struct freq *f = &ft->valid[i];
1131       if (chart_includes_value (frq->hist, var, &f->value))
1132         {
1133           x_min = MIN (x_min, f->value.f);
1134           x_max = MAX (x_max, f->value.f);
1135           valid_freq += f->count;
1136         }
1137     }
1138
1139   /* Freedman-Diaconis' choice of bin width. */
1140   iqr = calculate_iqr (frq);
1141   bin_width = 2 * iqr / pow (valid_freq, 1.0 / 3.0);
1142   bin_width = chart_rounded_tick (bin_width);
1143
1144   histogram = histogram_create (bin_width, x_min, x_max);
1145   for (i = 0; i < ft->n_valid; i++)
1146     {
1147       const struct freq *f = &ft->valid[i];
1148       if (chart_includes_value (frq->hist, var, &f->value))
1149         histogram_add (histogram, f->value.f, f->count);
1150     }
1151
1152   return histogram;
1153 }
1154
1155 static int
1156 add_slice (const struct frq_chart *pie, const struct freq *freq,
1157            const struct variable *var, struct slice *slice)
1158 {
1159   if (chart_includes_value (pie, var, &freq->value))
1160     {
1161       ds_init_empty (&slice->label);
1162       var_append_value_name (var, &freq->value, &slice->label);
1163       slice->magnitude = freq->count;
1164       return 1;
1165     }
1166   else
1167     return 0;
1168 }
1169
1170 /* Allocate an array of slices and fill them from the data in frq_tab
1171    n_slices will contain the number of slices allocated.
1172    The caller is responsible for freeing slices
1173 */
1174 static struct slice *
1175 freq_tab_to_slice_array(const struct frq_chart *pie,
1176                         const struct freq_tab *frq_tab,
1177                         const struct variable *var,
1178                         int *n_slicesp)
1179 {
1180   struct slice *slices;
1181   int n_slices;
1182   int i;
1183
1184   slices = xnmalloc (frq_tab->n_valid + frq_tab->n_missing, sizeof *slices);
1185   n_slices = 0;
1186
1187   for (i = 0; i < frq_tab->n_valid; i++)
1188     n_slices += add_slice (pie, &frq_tab->valid[i], var, &slices[n_slices]);
1189   for (i = 0; i < frq_tab->n_missing; i++)
1190     n_slices += add_slice (pie, &frq_tab->missing[i], var, &slices[n_slices]);
1191
1192   *n_slicesp = n_slices;
1193   return slices;
1194 }
1195
1196
1197
1198
1199 static void
1200 do_piechart(const struct frq_chart *pie, const struct variable *var,
1201             const struct freq_tab *frq_tab)
1202 {
1203   struct slice *slices;
1204   int n_slices, i;
1205
1206   slices = freq_tab_to_slice_array (pie, frq_tab, var, &n_slices);
1207
1208   if (n_slices < 2)
1209     msg (SW, _("Omitting pie chart for %s, which has only %d unique values."),
1210          var_get_name (var), n_slices);
1211   else if (n_slices > 50)
1212     msg (SW, _("Omitting pie chart for %s, which has over 50 unique values."),
1213          var_get_name (var));
1214   else
1215     chart_item_submit (piechart_create (var_to_string(var), slices, n_slices));
1216
1217   for (i = 0; i < n_slices; i++)
1218     ds_destroy (&slices[i].label);
1219   free (slices);
1220 }
1221
1222
1223 /*
1224    Local Variables:
1225    mode: c
1226    End:
1227 */