ROC: Improve error messages and coding style.
[pspp] / src / language / stats / quick-cluster.c
index bd22fd1800d54ba47abf2c70dfb7d5276c8feb37..4f512b475661819ca1b08a6de551595fccf21bbf 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /* PSPP - a program for statistical analysis.
-   Copyright (C) 2011, 2012, 2015 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2011, 2012, 2015, 2019 Free Software Foundation, Inc.
 
    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -39,8 +39,8 @@
 #include "libpspp/assertion.h"
 #include "libpspp/str.h"
 #include "math/random.h"
-#include "output/tab.h"
-#include "output/text-item.h"
+#include "output/pivot-table.h"
+#include "output/output-item.h"
 
 #include "gettext.h"
 #define _(msgid) gettext (msgid)
@@ -53,61 +53,106 @@ enum missing_type
   };
 
 
+struct save_trans_data
+  {
+    /* A writer which contains the values (if any) to be appended to
+       each case in the active dataset   */
+    struct casewriter *writer;
+
+    /* A reader created from the writer above. */
+    struct casereader *appending_reader;
+
+    /* The indices to be used to access values in the above,
+       reader/writer  */
+    int membership_case_idx;
+    int distance_case_idx;
+
+    /* The variables created to hold the values appended to the dataset  */
+    struct variable *membership;
+    struct variable *distance;
+  };
+
+
 struct qc
-{
-  const struct variable **vars;
-  size_t n_vars;
+  {
+    struct dataset *dataset;
+    struct dictionary *dict;
+
+    const struct variable **vars;
+    size_t n_vars;
+
+    double epsilon;               /* The convergence criterion */
+
+    int ngroups;                       /* Number of group. (Given by the user) */
+    int maxiter;                       /* Maximum iterations (Given by the user) */
+    bool print_cluster_membership; /* true => print membership */
+    bool print_initial_clusters;   /* true => print initial cluster */
+    bool initial;             /* false => simplified initial cluster selection */
+    bool update;               /* false => do not iterate  */
+
+    const struct variable *wv; /* Weighting variable. */
+
+    enum missing_type missing_type;
+    enum mv_class exclude;
 
-  double epsilon;               /* The convergence criterium */
+    /* Which values are to be saved?  */
+    bool save_membership;
+    bool save_distance;
 
-  int ngroups;                 /* Number of group. (Given by the user) */
-  int maxiter;                 /* Maximum iterations (Given by the user) */
-  bool print_cluster_membership; /* true => print membership */
-  bool print_initial_clusters;   /* true => print initial cluster */
-  bool no_initial;              /* true => simplified initial cluster selection */
-  bool no_update;               /* true => do not iterate  */
+    /* The name of the new variable to contain the cluster of each case.  */
+    char *var_membership;
 
-  const struct variable *wv;   /* Weighting variable. */
+    /* The name of the new variable to contain the distance of each case
+       from its cluster centre.  */
+    char *var_distance;
 
-  enum missing_type missing_type;
-  enum mv_class exclude;
-};
+    struct save_trans_data *save_trans_data;
+  };
 
 /* Holds all of the information for the functions.  int n, holds the number of
    observation and its default value is -1.  We set it in
    kmeans_recalculate_centers in first invocation. */
 struct Kmeans
-{
-  gsl_matrix *centers;         /* Centers for groups. */
-  gsl_matrix *updated_centers;
-  casenumber n;
+  {
+    gsl_matrix *centers;               /* Centers for groups. */
+    gsl_matrix *updated_centers;
+    casenumber n;
 
-  gsl_vector_long *num_elements_groups;
+    gsl_vector_long *num_elements_groups;
 
-  gsl_matrix *initial_centers; /* Initial random centers. */
-  double convergence_criteria;
-  gsl_permutation *group_order;        /* Group order for reporting. */
-};
+    gsl_matrix *initial_centers;       /* Initial random centers. */
+    double convergence_criteria;
+    gsl_permutation *group_order;      /* Group order for reporting. */
+  };
 
-static struct Kmeans *kmeans_create (const struct qc *qc);
+static struct Kmeans *kmeans_create (const struct qc *);
 
-static void kmeans_get_nearest_group (const struct Kmeans *kmeans, struct ccase *c, const struct qc *, int *, double *, int *, double *);
+static void kmeans_get_nearest_group (const struct Kmeans *,
+                                     struct ccase *, const struct qc *,
+                                     int *, double *, int *, double *);
 
-static void kmeans_order_groups (struct Kmeans *kmeans, const struct qc *);
+static void kmeans_order_groups (struct Kmeans *, const struct qc *);
 
-static void kmeans_cluster (struct Kmeans *kmeans, struct casereader *reader, const struct qc *);
+static void kmeans_cluster (struct Kmeans *, struct casereader *,
+                           const struct qc *);
 
-static void quick_cluster_show_centers (struct Kmeans *kmeans, bool initial, const struct qc *);
+static void quick_cluster_show_centers (struct Kmeans *, bool initial,
+                                       const struct qc *);
 
-static void quick_cluster_show_membership (struct Kmeans *kmeans, const struct casereader *reader, const struct qc *);
+static void quick_cluster_show_membership (struct Kmeans *,
+                                          const struct casereader *,
+                                          struct qc *);
 
-static void quick_cluster_show_number_cases (struct Kmeans *kmeans, const struct qc *);
+static void quick_cluster_show_number_cases (struct Kmeans *,
+                                            const struct qc *);
 
-static void quick_cluster_show_results (struct Kmeans *kmeans, const struct casereader *reader, const struct qc *);
+static void quick_cluster_show_results (struct Kmeans *,
+                                       const struct casereader *,
+                                       struct qc *);
 
-int cmd_quick_cluster (struct lexer *lexer, struct dataset *ds);
+int cmd_quick_cluster (struct lexer *, struct dataset *);
 
-static void kmeans_destroy (struct Kmeans *kmeans);
+static void kmeans_destroy (struct Kmeans *);
 
 /* Creates and returns a struct of Kmeans with given casereader 'cs', parsed
    variables 'variables', number of cases 'n', number of variables 'm', number
@@ -115,14 +160,14 @@ static void kmeans_destroy (struct Kmeans *kmeans);
 static struct Kmeans *
 kmeans_create (const struct qc *qc)
 {
-  struct Kmeans *kmeans = xmalloc (sizeof (struct Kmeans));
-  kmeans->centers = gsl_matrix_alloc (qc->ngroups, qc->n_vars);
-  kmeans->updated_centers = gsl_matrix_alloc (qc->ngroups, qc->n_vars);
-  kmeans->num_elements_groups = gsl_vector_long_alloc (qc->ngroups);
-  kmeans->group_order = gsl_permutation_alloc (kmeans->centers->size1);
-  kmeans->initial_centers = NULL;
-
-  return (kmeans);
+  struct Kmeans *kmeans = xmalloc (sizeof *kmeans);
+  *kmeans = (struct Kmeans) {
+    .centers = gsl_matrix_alloc (qc->ngroups, qc->n_vars),
+    .updated_centers = gsl_matrix_alloc (qc->ngroups, qc->n_vars),
+    .num_elements_groups = gsl_vector_long_alloc (qc->ngroups),
+    .group_order = gsl_permutation_alloc (qc->ngroups),
+  };
+  return kmeans;
 }
 
 static void
@@ -142,15 +187,12 @@ kmeans_destroy (struct Kmeans *kmeans)
 static double
 diff_matrix (const gsl_matrix *m1, const gsl_matrix *m2)
 {
-  int i,j;
   double max_diff = -INFINITY;
-  for (i = 0; i < m1->size1; ++i)
+  for (size_t i = 0; i < m1->size1; ++i)
     {
       double diff = 0;
-      for (j = 0; j < m1->size2; ++j)
-       {
-         diff += pow2 (gsl_matrix_get (m1,i,j) - gsl_matrix_get (m2,i,j) );
-       }
+      for (size_t j = 0; j < m1->size2; ++j)
+        diff += pow2 (gsl_matrix_get (m1,i,j) - gsl_matrix_get (m2,i,j));
       if (diff > max_diff)
        max_diff = diff;
     }
@@ -163,45 +205,35 @@ diff_matrix (const gsl_matrix *m1, const gsl_matrix *m2)
 static double
 matrix_mindist (const gsl_matrix *m, int *mn, int *mm)
 {
-  int i, j;
   double mindist = INFINITY;
-  for (i = 0; i < m->size1 - 1; ++i)
-    {
-      for (j = i + 1; j < m->size1; ++j)
-       {
-         int k;
-         double diff_sq = 0;
-         for (k = 0; k < m->size2; ++k)
-           {
-             diff_sq += pow2 (gsl_matrix_get (m, j, k) - gsl_matrix_get (m, i, k));
-           }
-         if (diff_sq < mindist)
-           {
-             mindist = diff_sq;
-             if (mn)
-               *mn = i;
-             if (mm)
-               *mm = j;
-           }
-       }
-    }
-
+  for (size_t i = 0; i + 1 < m->size1; ++i)
+    for (size_t j = i + 1; j < m->size1; ++j)
+      {
+        double diff_sq = 0;
+        for (size_t k = 0; k < m->size2; ++k)
+          diff_sq += pow2 (gsl_matrix_get (m, j, k) - gsl_matrix_get (m, i, k));
+        if (diff_sq < mindist)
+          {
+            mindist = diff_sq;
+            if (mn)
+              *mn = i;
+            if (mm)
+              *mm = j;
+          }
+      }
   return mindist;
 }
 
-
 /* Return the distance of C from the group whose index is WHICH */
 static double
-dist_from_case (const struct Kmeans *kmeans, const struct ccase *c, const struct qc *qc, int which)
+dist_from_case (const struct Kmeans *kmeans, const struct ccase *c,
+               const struct qc *qc, int which)
 {
-  int j;
   double dist = 0;
-  for (j = 0; j < qc->n_vars; j++)
+  for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; j++)
     {
       const union value *val = case_data (c, qc->vars[j]);
-      if ( var_is_value_missing (qc->vars[j], val, qc->exclude))
-       NOT_REACHED ();
-
+      assert (!(var_is_value_missing (qc->vars[j], val) & qc->exclude));
       dist += pow2 (gsl_matrix_get (kmeans->centers, which, j) - val->f);
     }
 
@@ -212,46 +244,41 @@ dist_from_case (const struct Kmeans *kmeans, const struct ccase *c, const struct
 static double
 min_dist_from (const struct Kmeans *kmeans, const struct qc *qc, int which)
 {
-  int j, i;
-
-  double mindist = INFINITY;
-  for (i = 0; i < qc->ngroups; i++)
+   double mindist = INFINITY;
+  for (size_t i = 0; i < qc->ngroups; i++)
     {
       if (i == which)
        continue;
 
       double dist = 0;
-      for (j = 0; j < qc->n_vars; j++)
-       {
-         dist += pow2 (gsl_matrix_get (kmeans->centers, i, j) - gsl_matrix_get (kmeans->centers, which, j));
-       }
+      for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; j++)
+        dist += pow2 (gsl_matrix_get (kmeans->centers, i, j)
+                      - gsl_matrix_get (kmeans->centers, which, j));
 
       if (dist < mindist)
-       {
-         mindist = dist;
-       }
+        mindist = dist;
     }
 
   return mindist;
 }
 
-
-
-/* Calculate the intial cluster centers. */
+/* Calculate the initial cluster centers. */
 static void
-kmeans_initial_centers (struct Kmeans *kmeans, const struct casereader *reader, const struct qc *qc)
+kmeans_initial_centers (struct Kmeans *kmeans,
+                       const struct casereader *reader,
+                       const struct qc *qc)
 {
-  struct ccase *c;
-  int nc = 0, j;
+  int nc = 0;
 
   struct casereader *cs = casereader_clone (reader);
+  struct ccase *c;
   for (; (c = casereader_read (cs)) != NULL; case_unref (c))
     {
       bool missing = false;
-      for (j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
+      for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
        {
          const union value *val = case_data (c, qc->vars[j]);
-         if ( var_is_value_missing (qc->vars[j], val, qc->exclude))
+         if (var_is_value_missing (qc->vars[j], val) & qc->exclude)
            {
              missing = true;
              break;
@@ -260,41 +287,42 @@ kmeans_initial_centers (struct Kmeans *kmeans, const struct casereader *reader,
          if (nc < qc->ngroups)
            gsl_matrix_set (kmeans->centers, nc, j, val->f);
        }
-
       if (missing)
        continue;
 
       if (nc++ < qc->ngroups)
        continue;
 
-      if (!qc->no_initial)
+      if (qc->initial)
        {
-         int mq, mp;
-         double delta;
-
          int mn, mm;
          double m = matrix_mindist (kmeans->centers, &mn, &mm);
 
+         int mq, mp;
+         double delta;
          kmeans_get_nearest_group (kmeans, c, qc, &mq, &delta, &mp, NULL);
          if (delta > m)
            /* If the distance between C and the nearest group, is greater than the distance
-              between the two  groups which are clostest to each other, then one group must be replaced */
+              between the two  groups which are clostest to each
+              other, then one group must be replaced.  */
            {
              /* Out of mn and mm, which is the clostest of the two groups to C ? */
-             int which = (dist_from_case (kmeans, c, qc, mn) > dist_from_case (kmeans, c, qc, mm)) ? mm : mn;
+             int which = (dist_from_case (kmeans, c, qc, mn)
+                          > dist_from_case (kmeans, c, qc, mm)) ? mm : mn;
 
-             for (j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
+             for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
                {
                  const union value *val = case_data (c, qc->vars[j]);
                  gsl_matrix_set (kmeans->centers, which, j, val->f);
                }
            }
          else if (dist_from_case (kmeans, c, qc, mp) > min_dist_from (kmeans, qc, mq))
-           /* If the distance between C and the second nearest group (MP) is greater than the
-              smallest distance between the nearest group (MQ) and any other group, then replace
-              MQ with C */
+           /* If the distance between C and the second nearest group
+              (MP) is greater than the smallest distance between the
+              nearest group (MQ) and any other group, then replace
+              MQ with C.  */
            {
-             for (j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
+             for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
                {
                  const union value *val = case_data (c, qc->vars[j]);
                  gsl_matrix_set (kmeans->centers, mq, j, val->f);
@@ -313,23 +341,23 @@ kmeans_initial_centers (struct Kmeans *kmeans, const struct casereader *reader,
   gsl_matrix_memcpy (kmeans->initial_centers, kmeans->centers);
 }
 
-
 /* Return the index of the group which is nearest to the case C */
 static void
-kmeans_get_nearest_group (const struct Kmeans *kmeans, struct ccase *c, const struct qc *qc, int *g_q, double *delta_q, int *g_p, double *delta_p)
+kmeans_get_nearest_group (const struct Kmeans *kmeans, struct ccase *c,
+                         const struct qc *qc, int *g_q, double *delta_q,
+                         int *g_p, double *delta_p)
 {
   int result0 = -1;
   int result1 = -1;
-  int i, j;
   double mindist0 = INFINITY;
   double mindist1 = INFINITY;
-  for (i = 0; i < qc->ngroups; i++)
+  for (size_t i = 0; i < qc->ngroups; i++)
     {
       double dist = 0;
-      for (j = 0; j < qc->n_vars; j++)
+      for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; j++)
        {
          const union value *val = case_data (c, qc->vars[j]);
-         if ( var_is_value_missing (qc->vars[j], val, qc->exclude))
+         if (var_is_value_missing (qc->vars[j], val) & qc->exclude)
            continue;
 
          dist += pow2 (gsl_matrix_get (kmeans->centers, i, j) - val->f);
@@ -356,7 +384,6 @@ kmeans_get_nearest_group (const struct Kmeans *kmeans, struct ccase *c, const st
   if (g_q)
     *g_q = result0;
 
-
   if (delta_p)
     *delta_p = mindist1;
 
@@ -364,8 +391,6 @@ kmeans_get_nearest_group (const struct Kmeans *kmeans, struct ccase *c, const st
     *g_p = result1;
 }
 
-
-
 static void
 kmeans_order_groups (struct Kmeans *kmeans, const struct qc *qc)
 {
@@ -378,42 +403,36 @@ kmeans_order_groups (struct Kmeans *kmeans, const struct qc *qc)
 /* Main algorithm.
    Does iterations, checks convergency. */
 static void
-kmeans_cluster (struct Kmeans *kmeans, struct casereader *reader, const struct qc *qc)
+kmeans_cluster (struct Kmeans *kmeans, struct casereader *reader,
+               const struct qc *qc)
 {
-  int j;
-
   kmeans_initial_centers (kmeans, reader, qc);
 
   gsl_matrix_memcpy (kmeans->updated_centers, kmeans->centers);
-
-
-  for (int xx = 0 ; xx < qc->maxiter ; ++xx)
+  for (int xx = 0; xx < qc->maxiter; ++xx)
     {
       gsl_vector_long_set_all (kmeans->num_elements_groups, 0.0);
 
       kmeans->n = 0;
-      if (!qc->no_update)
+      if (qc->update)
        {
          struct casereader *r = casereader_clone (reader);
          struct ccase *c;
          for (; (c = casereader_read (r)) != NULL; case_unref (c))
            {
-             int group = -1;
-             int g;
              bool missing = false;
-
-             for (j = 0; j < qc->n_vars; j++)
+             for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; j++)
                {
                  const union value *val = case_data (c, qc->vars[j]);
-                 if ( var_is_value_missing (qc->vars[j], val, qc->exclude))
+                 if (var_is_value_missing (qc->vars[j], val) & qc->exclude)
                    missing = true;
                }
-
              if (missing)
                continue;
 
              double mindist = INFINITY;
-             for (g = 0; g < qc->ngroups; ++g)
+             int group = -1;
+             for (size_t g = 0; g < qc->ngroups; ++g)
                {
                  double d = dist_from_case (kmeans, c, qc, g);
 
@@ -425,84 +444,73 @@ kmeans_cluster (struct Kmeans *kmeans, struct casereader *reader, const struct q
                }
 
              long *n = gsl_vector_long_ptr (kmeans->num_elements_groups, group);
-             *n += qc->wv ? case_data (c, qc->wv)->f : 1.0;
+             *n += qc->wv ? case_num (c, qc->wv) : 1.0;
              kmeans->n++;
 
-             for (j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
+             for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
                {
                  const union value *val = case_data (c, qc->vars[j]);
-                 if ( var_is_value_missing (qc->vars[j], val, qc->exclude))
+                 if (var_is_value_missing (qc->vars[j], val) & qc->exclude)
                    continue;
                  double *x = gsl_matrix_ptr (kmeans->updated_centers, group, j);
-                 *x += val->f * (qc->wv ? case_data (c, qc->wv)->f : 1.0);
+                 *x += val->f * (qc->wv ? case_num (c, qc->wv) : 1.0);
                }
            }
 
          casereader_destroy (r);
        }
 
-      int g;
-
       /* Divide the cluster sums by the number of items in each cluster */
-      for (g = 0; g < qc->ngroups; ++g)
-       {
-         for (j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
-           {
-             long n = gsl_vector_long_get (kmeans->num_elements_groups, g);
-             double *x = gsl_matrix_ptr (kmeans->updated_centers, g, j);
-             *x /= n + 1;  // Plus 1 for the initial centers
-           }
-       }
-
-
+      for (size_t g = 0; g < qc->ngroups; ++g)
+        for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
+          {
+            long n = gsl_vector_long_get (kmeans->num_elements_groups, g);
+            double *x = gsl_matrix_ptr (kmeans->updated_centers, g, j);
+            *x /= n + 1;  // Plus 1 for the initial centers
+          }
       gsl_matrix_memcpy (kmeans->centers, kmeans->updated_centers);
 
-      {
-       kmeans->n = 0;
-       /* Step 3 */
-       gsl_vector_long_set_all (kmeans->num_elements_groups, 0.0);
-       gsl_matrix_set_all (kmeans->updated_centers, 0.0);
-       struct ccase *c;
-       struct casereader *cs = casereader_clone (reader);
-       for (; (c = casereader_read (cs)) != NULL; case_unref (c))
-         {
-           int group = -1;
-           kmeans_get_nearest_group (kmeans, c, qc, &group, NULL, NULL, NULL);
-
-           for (j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
-             {
-               const union value *val = case_data (c, qc->vars[j]);
-               if ( var_is_value_missing (qc->vars[j], val, qc->exclude))
-                 continue;
-
-               double *x = gsl_matrix_ptr (kmeans->updated_centers, group, j);
-               *x += val->f;
-             }
-
-           long *n = gsl_vector_long_ptr (kmeans->num_elements_groups, group);
-           *n += qc->wv ? case_data (c, qc->wv)->f : 1.0;
-           kmeans->n++;
-         }
-       casereader_destroy (cs);
-
-
-       /* Divide the cluster sums by the number of items in each cluster */
-       for (g = 0; g < qc->ngroups; ++g)
-         {
-           for (j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
-             {
-               long n = gsl_vector_long_get (kmeans->num_elements_groups, g);
-               double *x = gsl_matrix_ptr (kmeans->updated_centers, g, j);
-               *x /= n ;
-             }
-         }
-
-       double d = diff_matrix (kmeans->updated_centers, kmeans->centers);
-       if (d < kmeans->convergence_criteria)
-         break;
-      }
+      kmeans->n = 0;
+      /* Step 3 */
+      gsl_vector_long_set_all (kmeans->num_elements_groups, 0.0);
+      gsl_matrix_set_all (kmeans->updated_centers, 0.0);
+      struct ccase *c;
+      struct casereader *cs = casereader_clone (reader);
+      for (; (c = casereader_read (cs)) != NULL; case_unref (c))
+        {
+          int group = -1;
+          kmeans_get_nearest_group (kmeans, c, qc, &group, NULL, NULL, NULL);
+
+          for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
+            {
+              const union value *val = case_data (c, qc->vars[j]);
+              if (var_is_value_missing (qc->vars[j], val) & qc->exclude)
+                continue;
+
+              double *x = gsl_matrix_ptr (kmeans->updated_centers, group, j);
+              *x += val->f;
+            }
+
+          long *n = gsl_vector_long_ptr (kmeans->num_elements_groups, group);
+          *n += qc->wv ? case_num (c, qc->wv) : 1.0;
+          kmeans->n++;
+        }
+      casereader_destroy (cs);
 
-      if (qc->no_update)
+      /* Divide the cluster sums by the number of items in each cluster */
+      for (size_t g = 0; g < qc->ngroups; ++g)
+        for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; ++j)
+          {
+            long n = gsl_vector_long_get (kmeans->num_elements_groups, g);
+            double *x = gsl_matrix_ptr (kmeans->updated_centers, g, j);
+            *x /= n;
+          }
+
+      double d = diff_matrix (kmeans->updated_centers, kmeans->centers);
+      if (d < kmeans->convergence_criteria)
+        break;
+
+      if (!qc->update)
        break;
     }
 }
@@ -514,97 +522,168 @@ kmeans_cluster (struct Kmeans *kmeans, struct casereader *reader, const struct q
 static void
 quick_cluster_show_centers (struct Kmeans *kmeans, bool initial, const struct qc *qc)
 {
-  struct tab_table *t;
-  int nc, nr, currow;
-  int i, j;
-  nc = qc->ngroups + 1;
-  nr = qc->n_vars + 4;
-  t = tab_create (nc, nr);
-  tab_headers (t, 0, nc - 1, 0, 1);
-  currow = 0;
-  if (!initial)
-    {
-      tab_title (t, _("Final Cluster Centers"));
-    }
-  else
-    {
-      tab_title (t, _("Initial Cluster Centers"));
-    }
-  tab_box (t, TAL_2, TAL_2, TAL_0, TAL_1, 0, 0, nc - 1, nr - 1);
-  tab_joint_text (t, 1, 0, nc - 1, 0, TAB_CENTER, _("Cluster"));
-  tab_hline (t, TAL_1, 1, nc - 1, 2);
-  currow += 2;
+  struct pivot_table *table
+    = pivot_table_create (initial
+                         ? N_("Initial Cluster Centers")
+                         : N_("Final Cluster Centers"));
+
+  struct pivot_dimension *clusters
+    = pivot_dimension_create (table, PIVOT_AXIS_COLUMN, N_("Cluster"));
+
+  clusters->root->show_label = true;
+  for (size_t i = 0; i < qc->ngroups; i++)
+    pivot_category_create_leaf (clusters->root,
+                                pivot_value_new_integer (i + 1));
+
+  struct pivot_dimension *variables
+    = pivot_dimension_create (table, PIVOT_AXIS_ROW, N_("Variable"));
+
+  for (size_t i = 0; i < qc->n_vars; i++)
+    pivot_category_create_leaf (variables->root,
+                                pivot_value_new_variable (qc->vars[i]));
+
+  const gsl_matrix *matrix = (initial
+                              ? kmeans->initial_centers
+                              : kmeans->centers);
+  for (size_t i = 0; i < qc->ngroups; i++)
+    for (size_t j = 0; j < qc->n_vars; j++)
+      {
+        double x = gsl_matrix_get (matrix, kmeans->group_order->data[i], j);
+        union value v = { .f = x };
+        pivot_table_put2 (table, i, j,
+                          pivot_value_new_var_value (qc->vars[j], &v));
+      }
 
-  for (i = 0; i < qc->ngroups; i++)
-    {
-      tab_text_format (t, (i + 1), currow, TAB_CENTER, "%d", (i + 1));
-    }
-  currow++;
-  tab_hline (t, TAL_1, 1, nc - 1, currow);
-  currow++;
-  for (i = 0; i < qc->n_vars; i++)
-    {
-      tab_text (t, 0, currow + i, TAB_LEFT,
-               var_to_string (qc->vars[i]));
-    }
+  pivot_table_submit (table);
+}
 
-  for (i = 0; i < qc->ngroups; i++)
-    {
-      for (j = 0; j < qc->n_vars; j++)
-       {
-         if (!initial)
-           {
-             tab_double (t, i + 1, j + 4, TAB_CENTER,
-                         gsl_matrix_get (kmeans->centers,
-                                         kmeans->group_order->data[i], j),
-                         var_get_print_format (qc->vars[j]), RC_OTHER);
-           }
-         else
-           {
-             tab_double (t, i + 1, j + 4, TAB_CENTER,
-                         gsl_matrix_get (kmeans->initial_centers,
-                                         kmeans->group_order->data[i], j),
-                         var_get_print_format (qc->vars[j]), RC_OTHER);
-           }
-       }
-    }
-  tab_submit (t);
+
+/* A transformation function which juxtaposes the dataset with the
+   (pre-prepared) dataset containing membership and/or distance
+   values.  */
+static enum trns_result
+save_trans_func (void *aux, struct ccase **c, casenumber x UNUSED)
+{
+  const struct save_trans_data *std = aux;
+  struct ccase *ca  = casereader_read (std->appending_reader);
+  if (ca == NULL)
+    return TRNS_CONTINUE;
+
+  *c = case_unshare (*c);
+
+  if (std->membership_case_idx >= 0)
+    *case_num_rw (*c, std->membership) = case_num_idx (ca, std->membership_case_idx);
+
+  if (std->distance_case_idx >= 0)
+    *case_num_rw (*c, std->distance) = case_num_idx (ca, std->distance_case_idx);
+
+  case_unref (ca);
+
+  return TRNS_CONTINUE;
 }
 
-/* Reports cluster membership for each case. */
+/* Free the resources of the transformation.  */
+static bool
+save_trans_destroy (void *aux)
+{
+  struct save_trans_data *std = aux;
+  casereader_destroy (std->appending_reader);
+  free (std);
+  return true;
+}
+
+/* Reports cluster membership for each case, and is requested saves the
+   membership and the distance of the case from the cluster centre.  */
 static void
-quick_cluster_show_membership (struct Kmeans *kmeans, const struct casereader *reader, const struct qc *qc)
+quick_cluster_show_membership (struct Kmeans *kmeans,
+                              const struct casereader *reader,
+                              struct qc *qc)
 {
-  struct tab_table *t;
-  int nc, nr, i;
+  struct pivot_table *table = NULL;
+  struct pivot_dimension *cases = NULL;
+  if (qc->print_cluster_membership)
+    {
+      table = pivot_table_create (N_("Cluster Membership"));
 
-  struct ccase *c;
-  struct casereader *cs = casereader_clone (reader);
-  nc = 2;
-  nr = kmeans->n + 1;
-  t = tab_create (nc, nr);
-  tab_headers (t, 0, nc - 1, 0, 0);
-  tab_title (t, _("Cluster Membership"));
-  tab_text (t, 0, 0, TAB_CENTER, _("Case Number"));
-  tab_text (t, 1, 0, TAB_CENTER, _("Cluster"));
-  tab_box (t, TAL_2, TAL_2, TAL_0, TAL_1, 0, 0, nc - 1, nr - 1);
-  tab_hline (t, TAL_1, 0, nc - 1, 1);
+      pivot_dimension_create (table, PIVOT_AXIS_COLUMN, N_("Cluster"),
+                             N_("Cluster"));
+
+      cases
+       = pivot_dimension_create (table, PIVOT_AXIS_ROW, N_("Case Number"));
+
+      cases->root->show_label = true;
+    }
 
   gsl_permutation *ip = gsl_permutation_alloc (qc->ngroups);
   gsl_permutation_inverse (ip, kmeans->group_order);
 
-  for (i = 0; (c = casereader_read (cs)) != NULL; i++, case_unref (c))
+  struct caseproto *proto = caseproto_create ();
+  if (qc->save_membership || qc->save_distance)
+    {
+      /* Prepare data which may potentially be used in a
+        transformation appending new variables to the active
+        dataset.  */
+      int idx = 0;
+      int membership_case_idx = -1;
+      if (qc->save_membership)
+       {
+         proto = caseproto_add_width (proto, 0);
+         membership_case_idx = idx++;
+       }
+
+      int distance_case_idx = -1;
+      if (qc->save_distance)
+       {
+         proto = caseproto_add_width (proto, 0);
+         distance_case_idx = idx++;
+       }
+
+      qc->save_trans_data = xmalloc (sizeof *qc->save_trans_data);
+      *qc->save_trans_data = (struct save_trans_data) {
+        .membership_case_idx = membership_case_idx,
+        .distance_case_idx = distance_case_idx,
+        .writer = autopaging_writer_create (proto),
+      };
+    }
+
+  struct casereader *cs = casereader_clone (reader);
+  struct ccase *c;
+  for (int i = 0; (c = casereader_read (cs)) != NULL; i++, case_unref (c))
     {
-      int clust = -1;
       assert (i < kmeans->n);
+      int clust;
       kmeans_get_nearest_group (kmeans, c, qc, &clust, NULL, NULL, NULL);
-      clust = ip->data[clust];
-      tab_text_format (t, 0, i+1, TAB_CENTER, "%d", (i + 1));
-      tab_text_format (t, 1, i+1, TAB_CENTER, "%d", (clust + 1));
+      int cluster = ip->data[clust];
+
+      if (qc->save_trans_data)
+        {
+          /* Calculate the membership and distance values.  */
+          struct ccase *outc = case_create (proto);
+          if (qc->save_membership)
+            *case_num_rw_idx (outc, qc->save_trans_data->membership_case_idx) = cluster + 1;
+
+          if (qc->save_distance)
+            *case_num_rw_idx (outc, qc->save_trans_data->distance_case_idx)
+              = sqrt (dist_from_case (kmeans, c, qc, clust));
+
+          casewriter_write (qc->save_trans_data->writer, outc);
+        }
+
+      if (qc->print_cluster_membership)
+       {
+         /* Print the cluster membership to the table.  */
+         int case_idx = pivot_category_create_leaf (cases->root,
+                                                pivot_value_new_integer (i + 1));
+         pivot_table_put2 (table, 0, case_idx,
+                           pivot_value_new_integer (cluster + 1));
+       }
     }
+
+  caseproto_unref (proto);
   gsl_permutation_free (ip);
-  assert (i == kmeans->n);
-  tab_submit (t);
+
+  if (qc->print_cluster_membership)
+    pivot_table_submit (table);
   casereader_destroy (cs);
 }
 
@@ -613,69 +692,57 @@ quick_cluster_show_membership (struct Kmeans *kmeans, const struct casereader *r
 static void
 quick_cluster_show_number_cases (struct Kmeans *kmeans, const struct qc *qc)
 {
-  struct tab_table *t;
-  int nc, nr;
-  int i, numelem;
-  long int total;
-  nc = 3;
-  nr = qc->ngroups + 1;
-  t = tab_create (nc, nr);
-  tab_headers (t, 0, nc - 1, 0, 0);
-  tab_title (t, _("Number of Cases in each Cluster"));
-  tab_box (t, TAL_2, TAL_2, TAL_0, TAL_1, 0, 0, nc - 1, nr - 1);
-  tab_text (t, 0, 0, TAB_LEFT, _("Cluster"));
-
-  total = 0;
-  for (i = 0; i < qc->ngroups; i++)
+  struct pivot_table *table
+    = pivot_table_create (N_("Number of Cases in each Cluster"));
+
+  pivot_dimension_create (table, PIVOT_AXIS_COLUMN, N_("Statistics"),
+                          N_("Count"));
+
+  struct pivot_dimension *clusters
+    = pivot_dimension_create (table, PIVOT_AXIS_ROW, N_("Clusters"));
+
+  struct pivot_category *group
+    = pivot_category_create_group (clusters->root, N_("Cluster"));
+
+  long int total = 0;
+  for (int i = 0; i < qc->ngroups; i++)
     {
-      tab_text_format (t, 1, i, TAB_CENTER, "%d", (i + 1));
-      numelem =
-       kmeans->num_elements_groups->data[kmeans->group_order->data[i]];
-      tab_text_format (t, 2, i, TAB_CENTER, "%d", numelem);
-      total += numelem;
+      int cluster_idx
+       = pivot_category_create_leaf (group, pivot_value_new_integer (i + 1));
+      int count = kmeans->num_elements_groups->data [kmeans->group_order->data[i]];
+      pivot_table_put2 (table, 0, cluster_idx, pivot_value_new_integer (count));
+      total += count;
     }
 
-  tab_text (t, 0, qc->ngroups, TAB_LEFT, _("Valid"));
-  tab_text_format (t, 2, qc->ngroups, TAB_LEFT, "%ld", total);
-  tab_submit (t);
+  int cluster_idx = pivot_category_create_leaf (clusters->root,
+                                               pivot_value_new_text (N_("Valid")));
+  pivot_table_put2 (table, 0, cluster_idx, pivot_value_new_integer (total));
+  pivot_table_submit (table);
 }
 
 /* Reports. */
 static void
-quick_cluster_show_results (struct Kmeans *kmeans, const struct casereader *reader, const struct qc *qc)
+quick_cluster_show_results (struct Kmeans *kmeans, const struct casereader *reader,
+                           struct qc *qc)
 {
   kmeans_order_groups (kmeans, qc); /* what does this do? */
 
-  if( qc->print_initial_clusters )
+  if (qc->print_initial_clusters)
     quick_cluster_show_centers (kmeans, true, qc);
   quick_cluster_show_centers (kmeans, false, qc);
   quick_cluster_show_number_cases (kmeans, qc);
-  if( qc->print_cluster_membership )
-    quick_cluster_show_membership(kmeans, reader, qc);
+
+  quick_cluster_show_membership (kmeans, reader, qc);
 }
 
-int
-cmd_quick_cluster (struct lexer *lexer, struct dataset *ds)
+/* Parse the QUICK CLUSTER command and populate QC accordingly.
+   Returns false on error.  */
+static bool
+quick_cluster_parse (struct lexer *lexer, struct qc *qc)
 {
-  struct qc qc;
-  struct Kmeans *kmeans;
-  bool ok;
-  const struct dictionary *dict = dataset_dict (ds);
-  qc.ngroups = 2;
-  qc.maxiter = 10;
-  qc.epsilon = DBL_EPSILON;
-  qc.missing_type = MISS_LISTWISE;
-  qc.exclude = MV_ANY;
-  qc.print_cluster_membership = false; /* default = do not output case cluster membership */
-  qc.print_initial_clusters = false;   /* default = do not print initial clusters */
-  qc.no_initial = false;               /* default = use well separated initial clusters */
-  qc.no_update = false;               /* default = iterate until convergence or max iterations */
-
-  if (!parse_variables_const (lexer, dict, &qc.vars, &qc.n_vars,
+  if (!parse_variables_const (lexer, qc->dict, &qc->vars, &qc->n_vars,
                              PV_NO_DUPLICATE | PV_NUMERIC))
-    {
-      return (CMD_FAILURE);
-    }
+    return false;
 
   while (lex_token (lexer) != T_ENDCMD)
     {
@@ -687,26 +754,20 @@ cmd_quick_cluster (struct lexer *lexer, struct dataset *ds)
          while (lex_token (lexer) != T_ENDCMD
                 && lex_token (lexer) != T_SLASH)
            {
-             if (lex_match_id (lexer, "LISTWISE") || lex_match_id (lexer, "DEFAULT"))
-               {
-                 qc.missing_type = MISS_LISTWISE;
-               }
+             if (lex_match_id (lexer, "LISTWISE")
+                 || lex_match_id (lexer, "DEFAULT"))
+                qc->missing_type = MISS_LISTWISE;
              else if (lex_match_id (lexer, "PAIRWISE"))
-               {
-                 qc.missing_type = MISS_PAIRWISE;
-               }
+                qc->missing_type = MISS_PAIRWISE;
              else if (lex_match_id (lexer, "INCLUDE"))
-               {
-                 qc.exclude = MV_SYSTEM;
-               }
+                qc->exclude = MV_SYSTEM;
              else if (lex_match_id (lexer, "EXCLUDE"))
-               {
-                 qc.exclude = MV_ANY;
-               }
+                qc->exclude = MV_ANY;
              else
                {
-                 lex_error (lexer, NULL);
-                 goto error;
+                 lex_error_expecting (lexer, "LISTWISE", "DEFAULT",
+                                       "PAIRWISE", "INCLUDE", "EXCLUDE");
+                 return false;
                }
            }
        }
@@ -717,122 +778,244 @@ cmd_quick_cluster (struct lexer *lexer, struct dataset *ds)
                 && lex_token (lexer) != T_SLASH)
            {
              if (lex_match_id (lexer, "CLUSTER"))
-                qc.print_cluster_membership = true;
+                qc->print_cluster_membership = true;
              else if (lex_match_id (lexer, "INITIAL"))
-               qc.print_initial_clusters = true;
+               qc->print_initial_clusters = true;
              else
                {
-                 lex_error (lexer, NULL);
-                 goto error;
+                 lex_error_expecting (lexer, "CLUSTER", "INITIAL");
+                 return false;
                }
            }
        }
-      else if (lex_match_id (lexer, "CRITERIA"))
+      else if (lex_match_id (lexer, "SAVE"))
        {
          lex_match (lexer, T_EQUALS);
          while (lex_token (lexer) != T_ENDCMD
                 && lex_token (lexer) != T_SLASH)
            {
-             if (lex_match_id (lexer, "CLUSTERS"))
+             if (lex_match_id (lexer, "CLUSTER"))
                {
-                 if (lex_force_match (lexer, T_LPAREN) &&
-                     lex_force_int (lexer))
+                 qc->save_membership = true;
+                 if (lex_match (lexer, T_LPAREN))
                    {
-                     qc.ngroups = lex_integer (lexer);
-                     if (qc.ngroups <= 0)
+                     if (!lex_force_id (lexer))
+                       return false;
+
+                     free (qc->var_membership);
+                     qc->var_membership = xstrdup (lex_tokcstr (lexer));
+                     if (NULL != dict_lookup_var (qc->dict, qc->var_membership))
                        {
-                         lex_error (lexer, _("The number of clusters must be positive"));
-                         goto error;
+                         lex_error (lexer,
+                                    _("A variable called `%s' already exists."),
+                                    qc->var_membership);
+                         free (qc->var_membership);
+                         qc->var_membership = NULL;
+                         return false;
                        }
+
                      lex_get (lexer);
+
                      if (!lex_force_match (lexer, T_RPAREN))
-                       goto error;
+                       return false;
                    }
                }
-             else if (lex_match_id (lexer, "CONVERGE"))
+             else if (lex_match_id (lexer, "DISTANCE"))
                {
-                 if (lex_force_match (lexer, T_LPAREN) &&
-                     lex_force_num (lexer))
+                 qc->save_distance = true;
+                 if (lex_match (lexer, T_LPAREN))
                    {
-                     qc.epsilon = lex_number (lexer);
-                     if (qc.epsilon <= 0)
+                     if (!lex_force_id (lexer))
+                       return false;
+
+                     free (qc->var_distance);
+                     qc->var_distance = xstrdup (lex_tokcstr (lexer));
+                     if (NULL != dict_lookup_var (qc->dict, qc->var_distance))
                        {
-                         lex_error (lexer, _("The convergence criterium must be positive"));
-                         goto error;
+                         lex_error (lexer,
+                                    _("A variable called `%s' already exists."),
+                                    qc->var_distance);
+                         free (qc->var_distance);
+                         qc->var_distance = NULL;
+                         return false;
                        }
+
                      lex_get (lexer);
+
                      if (!lex_force_match (lexer, T_RPAREN))
-                       goto error;
+                       return false;
                    }
                }
-             else if (lex_match_id (lexer, "MXITER"))
+             else
                {
-                 if (lex_force_match (lexer, T_LPAREN) &&
-                     lex_force_int (lexer))
-                   {
-                     qc.maxiter = lex_integer (lexer);
-                     if (qc.maxiter <= 0)
-                       {
-                         lex_error (lexer, _("The number of iterations must be positive"));
-                         goto error;
-                       }
-                     lex_get (lexer);
-                     if (!lex_force_match (lexer, T_RPAREN))
-                       goto error;
-                   }
+                 lex_error_expecting (lexer, "CLUSTER", "DISTANCE");
+                 return false;
                }
-             else if (lex_match_id (lexer, "NOINITIAL"))
+           }
+       }
+      else if (lex_match_id (lexer, "CRITERIA"))
+       {
+         lex_match (lexer, T_EQUALS);
+         while (lex_token (lexer) != T_ENDCMD
+                && lex_token (lexer) != T_SLASH)
+           {
+             if (lex_match_id (lexer, "CLUSTERS"))
                {
-                 qc.no_initial = true;
+                 if (!lex_force_match (lexer, T_LPAREN)
+                     || !lex_force_int_range (lexer, "CLUSTERS", 1, INT_MAX))
+                    return false;
+                  qc->ngroups = lex_integer (lexer);
+                  lex_get (lexer);
+                  if (!lex_force_match (lexer, T_RPAREN))
+                    return false;
                }
-             else if (lex_match_id (lexer, "NOUPDATE"))
+             else if (lex_match_id (lexer, "CONVERGE"))
                {
-                 qc.no_update = true;
+                 if (!lex_force_match (lexer, T_LPAREN)
+                     || !lex_force_num_range_open (lexer, "CONVERGE",
+                                                    0, DBL_MAX))
+                    return false;
+                  qc->epsilon = lex_number (lexer);
+                  lex_get (lexer);
+                  if (!lex_force_match (lexer, T_RPAREN))
+                    return false;
                }
+             else if (lex_match_id (lexer, "MXITER"))
+               {
+                 if (!lex_force_match (lexer, T_LPAREN)
+                     || !lex_force_int_range (lexer, "MXITER", 1, INT_MAX))
+                    return false;
+                  qc->maxiter = lex_integer (lexer);
+                  lex_get (lexer);
+                  if (!lex_force_match (lexer, T_RPAREN))
+                    return false;
+               }
+             else if (lex_match_id (lexer, "NOINITIAL"))
+                qc->initial = false;
+             else if (lex_match_id (lexer, "NOUPDATE"))
+                qc->update = false;
              else
                {
-                 lex_error (lexer, NULL);
-                 goto error;
+                 lex_error_expecting (lexer, "CLUSTERS", "CONVERGE", "MXITER",
+                                       "NOINITIAL", "NOUPDATE");
+                 return false;
                }
            }
        }
       else
         {
-          lex_error (lexer, NULL);
-          goto error;
+          lex_error_expecting (lexer, "MISSING", "PRINT", "SAVE", "CRITERIA");
+          return false;
         }
     }
+  return true;
+}
 
-  qc.wv = dict_get_weight (dict);
+int
+cmd_quick_cluster (struct lexer *lexer, struct dataset *ds)
+{
+  struct qc qc = {
+    .dataset = ds,
+    .dict = dataset_dict (ds),
+    .ngroups = 2,
+    .maxiter = 10,
+    .epsilon = DBL_EPSILON,
+    .missing_type = MISS_LISTWISE,
+    .exclude = MV_ANY,
+    .initial = true,
+    .update = true,
+  };
 
-  {
-    struct casereader *group;
-    struct casegrouper *grouper = casegrouper_create_splits (proc_open (ds), dict);
+  if (!quick_cluster_parse (lexer, &qc))
+    goto error;
 
-    while (casegrouper_get_next_group (grouper, &group))
-      {
-       if ( qc.missing_type == MISS_LISTWISE )
-         {
-           group  = casereader_create_filter_missing (group, qc.vars, qc.n_vars,
-                                                      qc.exclude,
-                                                      NULL,  NULL);
-         }
-
-       kmeans = kmeans_create (&qc);
-       kmeans_cluster (kmeans, group, &qc);
-       quick_cluster_show_results (kmeans, group, &qc);
-       kmeans_destroy (kmeans);
-       casereader_destroy (group);
-      }
-    ok = casegrouper_destroy (grouper);
-  }
+  qc.wv = dict_get_weight (qc.dict);
+
+  struct casegrouper *grouper = casegrouper_create_splits (proc_open (ds), qc.dict);
+  struct casereader *group;
+  while (casegrouper_get_next_group (grouper, &group))
+    {
+      if (qc.missing_type == MISS_LISTWISE)
+        group = casereader_create_filter_missing (group, qc.vars, qc.n_vars,
+                                                  qc.exclude, NULL, NULL);
+
+      struct Kmeans *kmeans = kmeans_create (&qc);
+      kmeans_cluster (kmeans, group, &qc);
+      quick_cluster_show_results (kmeans, group, &qc);
+      kmeans_destroy (kmeans);
+      casereader_destroy (group);
+    }
+  bool ok = casegrouper_destroy (grouper);
   ok = proc_commit (ds) && ok;
 
-  free (qc.vars);
+  /* If requested, set a transformation to append the cluster and
+     distance values to the current dataset.  */
+  if (qc.save_trans_data)
+    {
+      struct save_trans_data *std = qc.save_trans_data;
+
+      std->appending_reader = casewriter_make_reader (std->writer);
+
+      if (qc.save_membership)
+       {
+         /* Invent a variable name if necessary.  */
+         int idx = 0;
+         struct string name;
+         ds_init_empty (&name);
+         while (qc.var_membership == NULL)
+           {
+             ds_clear (&name);
+             ds_put_format (&name, "QCL_%d", idx++);
 
-  return (ok);
+             if (!dict_lookup_var (qc.dict, ds_cstr (&name)))
+               {
+                 qc.var_membership = strdup (ds_cstr (&name));
+                 break;
+               }
+           }
+         ds_destroy (&name);
+
+         std->membership = dict_create_var_assert (qc.dict, qc.var_membership, 0);
+       }
+
+      if (qc.save_distance)
+       {
+         /* Invent a variable name if necessary.  */
+         int idx = 0;
+         struct string name;
+         ds_init_empty (&name);
+         while (qc.var_distance == NULL)
+           {
+             ds_clear (&name);
+             ds_put_format (&name, "QCL_%d", idx++);
+
+             if (!dict_lookup_var (qc.dict, ds_cstr (&name)))
+               {
+                 qc.var_distance = strdup (ds_cstr (&name));
+                 break;
+               }
+           }
+         ds_destroy (&name);
+
+         std->distance = dict_create_var_assert (qc.dict, qc.var_distance, 0);
+       }
+
+      static const struct trns_class trns_class = {
+        .name = "QUICK CLUSTER",
+        .execute = save_trans_func,
+        .destroy = save_trans_destroy,
+      };
+      add_transformation (qc.dataset, &trns_class, std);
+    }
+
+  free (qc.var_distance);
+  free (qc.var_membership);
+  free (qc.vars);
+  return ok;
 
  error:
+  free (qc.var_distance);
+  free (qc.var_membership);
   free (qc.vars);
   return CMD_FAILURE;
 }