src/language/stats/roc.c

   1 /* PSPP - a program for statistical analysis.
   2    Copyright (C) 2009 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 "roc.h"
  20 #include <data/procedure.h>
  21 #include <language/lexer/variable-parser.h>
  22 #include <language/lexer/value-parser.h>
  23 #include <language/lexer/lexer.h>
  24
  25 #include <data/casegrouper.h>
  26 #include <data/casereader.h>
  27 #include <data/casewriter.h>
  28 #include <data/dictionary.h>
  29 #include <data/format.h>
  30 #include <math/sort.h>
  31 #include <data/subcase.h>
  32
  33
  34 #include <libpspp/misc.h>
  35
  36 #include <gsl/gsl_cdf.h>
  37 #include <output/table.h>
  38
  39 #include <output/charts/plot-chart.h>
  40 #include <output/charts/cartesian.h>
  41
  42 #include "gettext.h"
  43 #define _(msgid) gettext (msgid)
  44 #define N_(msgid) msgid
  45
  46 struct cmd_roc
  47 {
  48   size_t n_vars;
  49   const struct variable **vars;
  50
  51   struct variable *state_var ;
  52   union value state_value;
  53
  54   /* Plot the roc curve */
  55   bool curve;
  56   /* Plot the reference line */
  57   bool reference;
  58
  59   double ci;
  60
  61   bool print_coords;
  62   bool print_se;
  63   bool bi_neg_exp; /* True iff the bi-negative exponential critieria
  64                       should be used */
  65   enum mv_class exclude;
  66
  67   bool invert ; /* True iff a smaller test result variable indicates
  68                    a positive result */
  69 };
  70
  71 static int run_roc (struct dataset *ds, struct cmd_roc *roc);
  72
  73 int
  74 cmd_roc (struct lexer *lexer, struct dataset *ds)
  75 {
  76   struct cmd_roc roc ;
  77   const struct dictionary *dict = dataset_dict (ds);
  78
  79   roc.vars = NULL;
  80   roc.n_vars = 0;
  81   roc.print_se = false;
  82   roc.print_coords = false;
  83   roc.exclude = MV_ANY;
  84   roc.curve = true;
  85   roc.reference = false;
  86   roc.ci = 95;
  87   roc.bi_neg_exp = false;
  88   roc.invert = false;
  89
  90   if (!parse_variables_const (lexer, dict, &roc.vars, &roc.n_vars,
  91                               PV_APPEND | PV_NO_DUPLICATE | PV_NUMERIC))
  92     return 2;
  93
  94   if ( ! lex_force_match (lexer, T_BY))
  95     {
  96       return 2;
  97     }
  98
  99   roc.state_var = parse_variable (lexer, dict);
 100
 101   if ( !lex_force_match (lexer, '('))
 102     {
 103       return 2;
 104     }
 105
 106   parse_value (lexer, &roc.state_value, var_get_width (roc.state_var));
 107
 108
 109   if ( !lex_force_match (lexer, ')'))
 110     {
 111       return 2;
 112     }
 113
 114
 115   while (lex_token (lexer) != '.')
 116     {
 117       lex_match (lexer, '/');
 118       if (lex_match_id (lexer, "MISSING"))
 119         {
 120           lex_match (lexer, '=');
 121           while (lex_token (lexer) != '.' && lex_token (lexer) != '/')
 122             {
 123               if (lex_match_id (lexer, "INCLUDE"))
 124                 {
 125                   roc.exclude = MV_SYSTEM;
 126                 }
 127               else if (lex_match_id (lexer, "EXCLUDE"))
 128                 {
 129                   roc.exclude = MV_ANY;
 130                 }
 131               else
 132                 {
 133                   lex_error (lexer, NULL);
 134                   return 2;
 135                 }
 136             }
 137         }
 138       else if (lex_match_id (lexer, "PLOT"))
 139         {
 140           lex_match (lexer, '=');
 141           if (lex_match_id (lexer, "CURVE"))
 142             {
 143               roc.curve = true;
 144               if (lex_match (lexer, '('))
 145                 {
 146                   roc.reference = true;
 147                   lex_force_match_id (lexer, "REFERENCE");
 148                   lex_force_match (lexer, ')');
 149                 }
 150             }
 151           else if (lex_match_id (lexer, "NONE"))
 152             {
 153               roc.curve = false;
 154             }
 155           else
 156             {
 157               lex_error (lexer, NULL);
 158               return 2;
 159             }
 160         }
 161       else if (lex_match_id (lexer, "PRINT"))
 162         {
 163           lex_match (lexer, '=');
 164           while (lex_token (lexer) != '.' && lex_token (lexer) != '/')
 165             {
 166               if (lex_match_id (lexer, "SE"))
 167                 {
 168                   roc.print_se = true;
 169                 }
 170               else if (lex_match_id (lexer, "COORDINATES"))
 171                 {
 172                   roc.print_coords = true;
 173                 }
 174               else
 175                 {
 176                   lex_error (lexer, NULL);
 177                   return 2;
 178                 }
 179             }
 180         }
 181       else if (lex_match_id (lexer, "CRITERIA"))
 182         {
 183           lex_match (lexer, '=');
 184           while (lex_token (lexer) != '.' && lex_token (lexer) != '/')
 185             {
 186               if (lex_match_id (lexer, "CUTOFF"))
 187                 {
 188                   lex_force_match (lexer, '(');
 189                   if (lex_match_id (lexer, "INCLUDE"))
 190                     {
 191                       roc.exclude = MV_SYSTEM;
 192                     }
 193                   else if (lex_match_id (lexer, "EXCLUDE"))
 194                     {
 195                       roc.exclude = MV_USER | MV_SYSTEM;
 196                     }
 197                   else
 198                     {
 199                       lex_error (lexer, NULL);
 200                       return 2;
 201                     }
 202                   lex_force_match (lexer, ')');
 203                 }
 204               else if (lex_match_id (lexer, "TESTPOS"))
 205                 {
 206                   lex_force_match (lexer, '(');
 207                   if (lex_match_id (lexer, "LARGE"))
 208                     {
 209                       roc.invert = false;
 210                     }
 211                   else if (lex_match_id (lexer, "SMALL"))
 212                     {
 213                       roc.invert = true;
 214                     }
 215                   else
 216                     {
 217                       lex_error (lexer, NULL);
 218                       return 2;
 219                     }
 220                   lex_force_match (lexer, ')');
 221                 }
 222               else if (lex_match_id (lexer, "CI"))
 223                 {
 224                   lex_force_match (lexer, '(');
 225                   lex_force_num (lexer);
 226                   roc.ci = lex_number (lexer);
 227                   lex_get (lexer);
 228                   lex_force_match (lexer, ')');
 229                 }
 230               else if (lex_match_id (lexer, "DISTRIBUTION"))
 231                 {
 232                   lex_force_match (lexer, '(');
 233                   if (lex_match_id (lexer, "FREE"))
 234                     {
 235                       roc.bi_neg_exp = false;
 236                     }
 237                   else if (lex_match_id (lexer, "NEGEXPO"))
 238                     {
 239                       roc.bi_neg_exp = true;
 240                     }
 241                   else
 242                     {
 243                       lex_error (lexer, NULL);
 244                       return 2;
 245                     }
 246                   lex_force_match (lexer, ')');
 247                 }
 248               else
 249                 {
 250                   lex_error (lexer, NULL);
 251                   return 2;
 252                 }
 253             }
 254         }
 255       else
 256         {
 257           lex_error (lexer, NULL);
 258           break;
 259         }
 260     }
 261
 262   run_roc (ds, &roc);
 263
 264   return 1;
 265 }
 266
 267
 268
 269
 270 static void
 271 do_roc (struct cmd_roc *roc, struct casereader *group, struct dictionary *dict);
 272
 273
 274 static int
 275 run_roc (struct dataset *ds, struct cmd_roc *roc)
 276 {
 277   struct dictionary *dict = dataset_dict (ds);
 278   bool ok;
 279   struct casereader *group;
 280
 281   struct casegrouper *grouper = casegrouper_create_splits (proc_open (ds), dict);
 282   while (casegrouper_get_next_group (grouper, &group))
 283     {
 284       do_roc (roc, group, dataset_dict (ds));
 285     }
 286   ok = casegrouper_destroy (grouper);
 287   ok = proc_commit (ds) && ok;
 288
 289   return ok;
 290 }
 291
 292
 293 static void
 294 dump_casereader (struct casereader *reader)
 295 {
 296   struct ccase *c;
 297   struct casereader *r = casereader_clone (reader);
 298
 299   for ( ; (c = casereader_read (r) ); case_unref (c))
 300     {
 301       int i;
 302       for (i = 0 ; i < case_get_value_cnt (c); ++i)
 303         {
 304           printf ("%g ", case_data_idx (c, i)->f);
 305         }
 306       printf ("\n");
 307     }
 308
 309   casereader_destroy (r);
 310 }
 311
 312 static bool
 313 match_positives (const struct ccase *c, void *aux)
 314 {
 315   struct cmd_roc *roc = aux;
 316
 317   return 0 == value_compare_3way (case_data (c, roc->state_var),
 318                                  &roc->state_value,
 319                                  var_get_width (roc->state_var));
 320 }
 321
 322
 323 #define VALUE  0
 324 #define N_EQ   1
 325 #define N_PRED 2
 326
 327 struct roc_state
 328 {
 329   double auc;
 330
 331   double n1;
 332   double n2;
 333
 334   double q1hat;
 335   double q2hat;
 336
 337   struct casewriter *cutpoint_wtr;
 338   struct casereader *cutpoint_rdr;
 339   double prev_result;
 340   double min;
 341   double max;
 342 };
 343
 344
 345
 346 #define CUTPOINT 0
 347 #define TP 1
 348 #define FN 2
 349 #define TN 3
 350 #define FP 4
 351
 352
 353 static struct casereader *
 354 accumulate_counts (struct casereader *cutpoint_rdr,
 355                    double result, double weight,
 356                    bool (*pos_cond) (double, double),
 357                    int true_index, int false_index)
 358 {
 359   const struct caseproto *proto = casereader_get_proto (cutpoint_rdr);
 360   struct casewriter *w =
 361     autopaging_writer_create (proto);
 362   struct casereader *r = casereader_clone (cutpoint_rdr);
 363   struct ccase *cpc;
 364   double prev_cp = SYSMIS;
 365
 366
 367   for ( ; (cpc = casereader_read (r) ); case_unref (cpc))
 368     {
 369       struct ccase *new_case;
 370       const double cp = case_data_idx (cpc, CUTPOINT)->f;
 371
 372       /* We don't want duplicates here */
 373       if ( cp == prev_cp )
 374         continue;
 375
 376       new_case = case_clone (cpc);
 377
 378       if ( pos_cond (result, cp))
 379         {
 380           case_data_rw_idx (new_case, true_index)->f += weight;
 381         }
 382       else
 383         {
 384           case_data_rw_idx (new_case, false_index)->f += weight;
 385         }
 386
 387       prev_cp = cp;
 388
 389       casewriter_write (w, new_case);
 390     }
 391   casereader_destroy (r);
 392
 393   return casewriter_make_reader (w);
 394 }
 395
 396
 397
 398 static void output_roc (struct roc_state *rs, const struct cmd_roc *roc);
 399
 400
 401 static struct casereader *
 402 process_group (const struct variable *var, struct casereader *reader,
 403                bool (*pred) (double, double),
 404                const struct dictionary *dict,
 405                double *cc,
 406                struct casereader **cutpoint_rdr,
 407                bool (*pos_cond) (double, double),
 408                int true_index,
 409                int false_index
 410                )
 411 {
 412   const struct variable *w = dict_get_weight (dict);
 413   struct casereader *r1 =
 414     casereader_create_distinct (sort_execute_1var (reader, var), var, w);
 415
 416   const int weight_idx  = w ? var_get_case_index (w) :
 417     caseproto_get_n_widths (casereader_get_proto (r1)) - 1;
 418
 419   struct ccase *c1;
 420
 421   struct casereader *rclone = casereader_clone (r1);
 422   struct casewriter *wtr;
 423   struct caseproto *proto = caseproto_create ();
 424
 425   proto = caseproto_add_width (proto, 0);
 426   proto = caseproto_add_width (proto, 0);
 427   proto = caseproto_add_width (proto, 0);
 428
 429   wtr = autopaging_writer_create (proto);
 430
 431   *cc = 0;
 432
 433   for ( ; (c1 = casereader_read (r1) ); case_unref (c1))
 434     {
 435       struct ccase *c2;
 436       struct casereader *r2 = casereader_clone (rclone);
 437
 438       const double weight1 = case_data_idx (c1, weight_idx)->f;
 439       const double d1 = case_data (c1, var)->f;
 440       double n_eq = 0.0;
 441       double n_pred = 0.0;
 442
 443       *cutpoint_rdr = accumulate_counts (*cutpoint_rdr, d1, weight1,
 444                                         pos_cond,
 445                                         true_index, false_index);
 446
 447       struct ccase *new_case = case_create (proto);
 448
 449       *cc += weight1;
 450
 451       for ( ; (c2 = casereader_read (r2) ); case_unref (c2))
 452         {
 453           const double d2 = case_data (c2, var)->f;
 454           const double weight2 = case_data_idx (c2, weight_idx)->f;
 455
 456           if ( d1 == d2 )
 457             {
 458               n_eq += weight2;
 459               continue;
 460             }
 461           else  if ( pred (d2, d1))
 462             {
 463               n_pred += weight2;
 464             }
 465         }
 466
 467       case_data_rw_idx (new_case, VALUE)->f = d1;
 468       case_data_rw_idx (new_case, N_EQ)->f = n_eq;
 469       case_data_rw_idx (new_case, N_PRED)->f = n_pred;
 470
 471       casewriter_write (wtr, new_case);
 472
 473       casereader_destroy (r2);
 474     }
 475
 476   casereader_destroy (r1);
 477   casereader_destroy (rclone);
 478
 479   return casewriter_make_reader (wtr);
 480 }
 481
 482 static bool
 483 gt (double d1, double d2)
 484 {
 485   return d1 > d2;
 486 }
 487
 488
 489 static bool
 490 ge (double d1, double d2)
 491 {
 492   return d1 > d2;
 493 }
 494
 495 static bool
 496 lt (double d1, double d2)
 497 {
 498   return d1 < d2;
 499 }
 500
 501 static struct casereader *
 502 process_positive_group (const struct variable *var, struct casereader *reader,
 503                         const struct dictionary *dict,
 504                         struct roc_state *rs)
 505 {
 506   return process_group (var, reader, gt, dict, &rs->n1,
 507                         &rs->cutpoint_rdr,
 508                         ge,
 509                         TP, FN);
 510 }
 511
 512
 513 static struct casereader *
 514 process_negative_group (const struct variable *var, struct casereader *reader,
 515                         const struct dictionary *dict,
 516                         struct roc_state *rs)
 517 {
 518   return process_group (var, reader, lt, dict, &rs->n2,
 519                         &rs->cutpoint_rdr,
 520                         lt,
 521                         TN, FP);
 522 }
 523
 524
 525
 526
 527 static void
 528 append_cutpoint (struct casewriter *writer, double cutpoint)
 529 {
 530   struct ccase *cc = case_create (casewriter_get_proto (writer));
 531
 532   case_data_rw_idx (cc, CUTPOINT)->f = cutpoint;
 533   case_data_rw_idx (cc, TP)->f = 0;
 534   case_data_rw_idx (cc, FN)->f = 0;
 535   case_data_rw_idx (cc, TN)->f = 0;
 536   case_data_rw_idx (cc, FP)->f = 0;
 537
 538
 539   casewriter_write (writer, cc);
 540 }
 541
 542
 543 static void
 544 do_roc (struct cmd_roc *roc, struct casereader *input, struct dictionary *dict)
 545 {
 546   int i;
 547
 548   struct roc_state *rs = xcalloc (roc->n_vars, sizeof *rs);
 549
 550   struct casewriter *neg_wtr = autopaging_writer_create (casereader_get_proto (input));
 551
 552   struct casereader *negatives = NULL;
 553   struct casereader *positives = NULL;
 554
 555
 556   /* Prepare the cutpoints */
 557   {
 558     struct casereader *r = casereader_clone (input);
 559     struct ccase *c;
 560     struct caseproto *proto = caseproto_create ();
 561
 562     struct subcase ordering;
 563     struct variable *iv = var_create_internal (CUTPOINT);
 564     subcase_init_var (&ordering, iv, SC_ASCEND);
 565
 566
 567     proto = caseproto_add_width (proto, 0); /* cutpoint */
 568     proto = caseproto_add_width (proto, 0); /* TP */
 569     proto = caseproto_add_width (proto, 0); /* FN */
 570     proto = caseproto_add_width (proto, 0); /* TN */
 571     proto = caseproto_add_width (proto, 0); /* FP */
 572
 573
 574     for (i = 0 ; i < roc->n_vars; ++i)
 575       {
 576         rs[i].cutpoint_wtr = sort_create_writer (&ordering, proto);
 577         rs[i].prev_result = SYSMIS;
 578         rs[i].max = -DBL_MAX;
 579         rs[i].min = DBL_MAX;
 580       }
 581
 582     for (; (c = casereader_read (r)) != NULL; case_unref (c))
 583       {
 584         const double weight = dict_get_case_weight (dict, c, NULL);
 585         for (i = 0 ; i < roc->n_vars; ++i)
 586           {
 587             const double result = case_data (c, roc->vars[i])->f;
 588
 589             minimize (&rs[i].min, result);
 590             maximize (&rs[i].max, result);
 591
 592             if ( rs[i].prev_result != SYSMIS && rs[i].prev_result != result )
 593               {
 594                 const double mean = (result + rs[i].prev_result ) / 2.0;
 595                 append_cutpoint (rs[i].cutpoint_wtr, mean);
 596               }
 597
 598             rs[i].prev_result = result;
 599           }
 600       }
 601     casereader_destroy (r);
 602
 603
 604     /* Append the min and max cutpoints */
 605     for (i = 0 ; i < roc->n_vars; ++i)
 606       {
 607         append_cutpoint (rs[i].cutpoint_wtr, rs[i].min - 1);
 608         append_cutpoint (rs[i].cutpoint_wtr, rs[i].max + 1);
 609
 610         rs[i].cutpoint_rdr = casewriter_make_reader (rs[i].cutpoint_wtr);
 611       }
 612   }
 613
 614  positives =
 615     casereader_create_filter_func (input,
 616                                    match_positives,
 617                                    NULL,
 618                                    roc,
 619                                    neg_wtr);
 620
 621
 622   for (i = 0 ; i < roc->n_vars; ++i)
 623     {
 624       struct ccase *cpos;
 625       struct casereader *n_neg ;
 626       const struct variable *var = roc->vars[i];
 627
 628       struct casereader *neg ;
 629       struct casereader *pos = casereader_clone (positives);
 630
 631       struct casereader *n_pos =
 632         process_positive_group (var, pos, dict, &rs[i]);
 633
 634       if ( negatives == NULL)
 635         {
 636           negatives = casewriter_make_reader (neg_wtr);
 637         }
 638
 639       neg = casereader_clone (negatives);
 640
 641       n_neg = process_negative_group (var, neg, dict, &rs[i]);
 642
 643
 644       /* Simple join on VALUE */
 645       for ( ; (cpos = casereader_read (n_pos) ); case_unref (cpos))
 646         {
 647           struct ccase *cneg = NULL;
 648           double dneg = -DBL_MAX;
 649           const double dpos = case_data_idx (cpos, VALUE)->f;
 650           while (dneg < dpos)
 651             {
 652               if ( cneg )
 653                 case_unref (cneg);
 654
 655               cneg = casereader_read (n_neg);
 656               if ( ! cneg )
 657                 break;
 658               dneg = case_data_idx (cneg, VALUE)->f;
 659             }
 660
 661           if ( dpos == dneg )
 662             {
 663               double n_pos_eq = case_data_idx (cpos, N_EQ)->f;
 664               double n_neg_eq = case_data_idx (cneg, N_EQ)->f;
 665               double n_pos_gt = case_data_idx (cpos, N_PRED)->f;
 666               double n_neg_lt = case_data_idx (cneg, N_PRED)->f;
 667
 668               rs[i].auc += n_pos_gt * n_neg_eq + (n_pos_eq * n_neg_eq) / 2.0;
 669               rs[i].q1hat +=
 670                 n_neg_eq * ( pow2 (n_pos_gt) + n_pos_gt * n_pos_eq + pow2 (n_pos_eq) / 3.0);
 671               rs[i].q2hat +=
 672                 n_pos_eq * ( pow2 (n_neg_lt) + n_neg_lt * n_neg_eq + pow2 (n_neg_eq) / 3.0);
 673             }
 674
 675           if ( cneg )
 676             case_unref (cneg);
 677         }
 678
 679       rs[i].auc /=  rs[i].n1 * rs[i].n2;
 680       if ( roc->invert )
 681         rs[i].auc = 1 - rs[i].auc;
 682
 683       if ( roc->bi_neg_exp )
 684         {
 685           rs[i].q1hat = rs[i].auc / ( 2 - rs[i].auc);
 686           rs[i].q2hat = 2 * pow2 (rs[i].auc) / ( 1 + rs[i].auc);
 687         }
 688       else
 689         {
 690           rs[i].q1hat /= rs[i].n2 * pow2 (rs[i].n1);
 691           rs[i].q2hat /= rs[i].n1 * pow2 (rs[i].n2);
 692         }
 693     }
 694
 695   casereader_destroy (positives);
 696   casereader_destroy (negatives);
 697
 698   output_roc (rs, roc);
 699
 700   free (rs);
 701 }
 702
 703
 704
 705
 706 static void
 707 show_auc  (struct roc_state *rs, const struct cmd_roc *roc)
 708 {
 709   int i;
 710   const int n_fields = roc->print_se ? 5 : 1;
 711   const int n_cols = roc->n_vars > 1 ? n_fields + 1: n_fields;
 712   const int n_rows = 2 + roc->n_vars;
 713   struct tab_table *tbl = tab_create (n_cols, n_rows, 0);
 714
 715   if ( roc->n_vars > 1)
 716     tab_title (tbl, _("Area Under the Curve"));
 717   else
 718     tab_title (tbl, _("Area Under the Curve (%s)"), var_to_string (roc->vars[0]));
 719
 720   tab_headers (tbl, n_cols - n_fields, 0, 1, 0);
 721
 722   tab_dim (tbl, tab_natural_dimensions, NULL);
 723
 724   tab_text (tbl, n_cols - n_fields, 1, TAT_TITLE, _("Area"));
 725
 726   tab_hline (tbl, TAL_2, 0, n_cols - 1, 2);
 727
 728   tab_box (tbl,
 729            TAL_2, TAL_2,
 730            -1, TAL_1,
 731            0, 0,
 732            n_cols - 1,
 733            n_rows - 1);
 734
 735   if ( roc->print_se )
 736     {
 737       tab_text (tbl, n_cols - 4, 1, TAT_TITLE, _("Std. Error"));
 738       tab_text (tbl, n_cols - 3, 1, TAT_TITLE, _("Asymptotic Sig."));
 739
 740       tab_text (tbl, n_cols - 2, 1, TAT_TITLE, _("Lower Bound"));
 741       tab_text (tbl, n_cols - 1, 1, TAT_TITLE, _("Upper Bound"));
 742
 743       tab_joint_text (tbl, n_cols - 2, 0, 4, 0,
 744                       TAT_TITLE | TAB_CENTER | TAT_PRINTF,
 745                       _("Asymp. %g%% Confidence Interval"), roc->ci);
 746       tab_vline (tbl, 0, n_cols - 1, 0, 0);
 747       tab_hline (tbl, TAL_1, n_cols - 2, n_cols - 1, 1);
 748     }
 749
 750   if ( roc->n_vars > 1)
 751     tab_text (tbl, 0, 1, TAT_TITLE, _("Variable under test"));
 752
 753   if ( roc->n_vars > 1)
 754     tab_vline (tbl, TAL_2, 1, 0, n_rows - 1);
 755
 756
 757   for ( i = 0 ; i < roc->n_vars ; ++i )
 758     {
 759       tab_text (tbl, 0, 2 + i, TAT_TITLE, var_to_string (roc->vars[i]));
 760
 761       tab_double (tbl, n_cols - n_fields, 2 + i, 0, rs[i].auc, NULL);
 762
 763       if ( roc->print_se )
 764         {
 765           double se ;
 766           const double sd_0_5 = sqrt ((rs[i].n1 + rs[i].n2 + 1) /
 767                                       (12 * rs[i].n1 * rs[i].n2));
 768           double ci ;
 769           double yy ;
 770
 771           se = rs[i].auc * (1 - rs[i].auc) + (rs[i].n1 - 1) * (rs[i].q1hat - pow2 (rs[i].auc)) +
 772             (rs[i].n2 - 1) * (rs[i].q2hat - pow2 (rs[i].auc));
 773
 774           se /= rs[i].n1 * rs[i].n2;
 775
 776           se = sqrt (se);
 777
 778           tab_double (tbl, n_cols - 4, 2 + i, 0,
 779                       se,
 780                       NULL);
 781
 782           ci = 1 - roc->ci / 100.0;
 783           yy = gsl_cdf_gaussian_Qinv (ci, se) ;
 784
 785           tab_double (tbl, n_cols - 2, 2 + i, 0,
 786                       rs[i].auc - yy,
 787                       NULL);
 788
 789           tab_double (tbl, n_cols - 1, 2 + i, 0,
 790                       rs[i].auc + yy,
 791                       NULL);
 792
 793           tab_double (tbl, n_cols - 3, 2 + i, 0,
 794                       2.0 * gsl_cdf_ugaussian_Q (fabs ((rs[i].auc - 0.5 ) / sd_0_5)),
 795                       NULL);
 796         }
 797     }
 798
 799   tab_submit (tbl);
 800 }
 801
 802
 803 static void
 804 show_summary (const struct cmd_roc *roc)
 805 {
 806   const int n_cols = 3;
 807   const int n_rows = 4;
 808   struct tab_table *tbl = tab_create (n_cols, n_rows, 0);
 809
 810   tab_title (tbl, _("Case Summary"));
 811
 812   tab_headers (tbl, 1, 0, 2, 0);
 813
 814   tab_dim (tbl, tab_natural_dimensions, NULL);
 815
 816   tab_box (tbl,
 817            TAL_2, TAL_2,
 818            -1, -1,
 819            0, 0,
 820            n_cols - 1,
 821            n_rows - 1);
 822
 823   tab_hline (tbl, TAL_2, 0, n_cols - 1, 2);
 824   tab_vline (tbl, TAL_2, 1, 0, n_rows - 1);
 825
 826
 827   tab_hline (tbl, TAL_2, 1, n_cols - 1, 1);
 828   tab_vline (tbl, TAL_1, 2, 1, n_rows - 1);
 829
 830
 831   tab_text (tbl, 0, 1, TAT_TITLE | TAB_LEFT, var_to_string (roc->state_var));
 832   tab_text (tbl, 1, 1, TAT_TITLE, _("Unweighted"));
 833   tab_text (tbl, 2, 1, TAT_TITLE, _("Weighted"));
 834
 835   tab_joint_text (tbl, 1, 0, 2, 0,
 836                   TAT_TITLE | TAB_CENTER,
 837                   _("Valid N (listwise)"));
 838
 839
 840   tab_text (tbl, 0, 2, TAB_LEFT, _("Positive"));
 841   tab_text (tbl, 0, 3, TAB_LEFT, _("Negative"));
 842
 843
 844 #if 0
 845   tab_double (tbl, 1, 2, 0, roc->pos, &F_8_0);
 846   tab_double (tbl, 1, 3, 0, roc->neg, &F_8_0);
 847
 848   tab_double (tbl, 2, 2, 0, roc->pos_weighted, 0);
 849   tab_double (tbl, 2, 3, 0, roc->neg_weighted, 0);
 850 #endif
 851
 852   tab_submit (tbl);
 853 }
 854
 855
 856 static void
 857 show_coords (struct roc_state *rs, const struct cmd_roc *roc)
 858 {
 859   int x = 1;
 860   int i;
 861   const int n_cols = roc->n_vars > 1 ? 4 : 3;
 862   int n_rows = 1;
 863   struct tab_table *tbl ;
 864
 865   for (i = 0; i < roc->n_vars; ++i)
 866     n_rows += casereader_count_cases (rs[i].cutpoint_rdr);
 867
 868   tbl = tab_create (n_cols, n_rows, 0);
 869
 870   if ( roc->n_vars > 1)
 871     tab_title (tbl, _("Coordinates of the Curve"));
 872   else
 873     tab_title (tbl, _("Coordinates of the Curve (%s)"), var_to_string (roc->vars[0]));
 874
 875
 876   tab_headers (tbl, 1, 0, 1, 0);
 877
 878   tab_dim (tbl, tab_natural_dimensions, NULL);
 879
 880   tab_hline (tbl, TAL_2, 0, n_cols - 1, 1);
 881
 882   if ( roc->n_vars > 1)
 883     tab_text (tbl, 0, 0, TAT_TITLE, _("Test variable"));
 884
 885   tab_text (tbl, n_cols - 3, 0, TAT_TITLE, _("Positive if greater than or equal to"));
 886   tab_text (tbl, n_cols - 2, 0, TAT_TITLE, _("Sensitivity"));
 887   tab_text (tbl, n_cols - 1, 0, TAT_TITLE, _("1 - Specificity"));
 888
 889   tab_box (tbl,
 890            TAL_2, TAL_2,
 891            -1, TAL_1,
 892            0, 0,
 893            n_cols - 1,
 894            n_rows - 1);
 895
 896   if ( roc->n_vars > 1)
 897     tab_vline (tbl, TAL_2, 1, 0, n_rows - 1);
 898
 899   for (i = 0; i < roc->n_vars; ++i)
 900     {
 901       struct ccase *cc;
 902       struct casereader *r = casereader_clone (rs[i].cutpoint_rdr);
 903
 904       if ( roc->n_vars > 1)
 905         tab_text (tbl, 0, x, TAT_TITLE, var_to_string (roc->vars[i]));
 906
 907       if ( i > 0)
 908         tab_hline (tbl, TAL_1, 0, n_cols - 1, x);
 909
 910
 911       for (; (cc = casereader_read (r)) != NULL;
 912            case_unref (cc), x++)
 913         {
 914           const double se = case_data_idx (cc, TP)->f /
 915             (
 916              case_data_idx (cc, TP)->f
 917              +
 918              case_data_idx (cc, FN)->f
 919              );
 920
 921           const double sp = case_data_idx (cc, TN)->f /
 922             (
 923              case_data_idx (cc, TN)->f
 924              +
 925              case_data_idx (cc, FP)->f
 926              );
 927
 928           tab_double (tbl, n_cols - 3, x, 0, case_data_idx (cc, CUTPOINT)->f,
 929                       var_get_print_format (roc->vars[i]));
 930
 931           tab_double (tbl, n_cols - 2, x, 0, se, NULL);
 932           tab_double (tbl, n_cols - 1, x, 0, 1 - sp, NULL);
 933         }
 934
 935       casereader_destroy (r);
 936     }
 937
 938   tab_submit (tbl);
 939 }
 940
 941
 942 static void
 943 draw_roc (struct roc_state *rs, const struct cmd_roc *roc)
 944 {
 945   int i;
 946
 947   struct chart *roc_chart = chart_create ();
 948
 949   chart_write_title (roc_chart, _("ROC Curve"));
 950   chart_write_xlabel (roc_chart, _("1 - Specificity"));
 951   chart_write_ylabel (roc_chart, _("Sensitivity"));
 952
 953   chart_write_xscale (roc_chart, 0, 1, 5);
 954   chart_write_yscale (roc_chart, 0, 1, 5);
 955
 956   if ( roc->reference )
 957     {
 958       chart_line (roc_chart, 1.0, 0,
 959                   0.0, 1.0,
 960                   CHART_DIM_X);
 961     }
 962
 963   for (i = 0; i < roc->n_vars; ++i)
 964     {
 965       struct ccase *cc;
 966       struct casereader *r = casereader_clone (rs[i].cutpoint_rdr);
 967
 968       chart_vector_start (roc_chart, var_get_name (roc->vars[i]));
 969       for (; (cc = casereader_read (r)) != NULL;
 970            case_unref (cc))
 971         {
 972           double se = case_data_idx (cc, TP)->f;
 973           double sp = case_data_idx (cc, TN)->f;
 974
 975           se /= case_data_idx (cc, FN)->f +
 976             case_data_idx (cc, TP)->f ;
 977
 978           sp /= case_data_idx (cc, TN)->f +
 979             case_data_idx (cc, FP)->f ;
 980
 981           chart_vector (roc_chart, 1 - sp, se);
 982         }
 983       chart_vector_end (roc_chart);
 984       casereader_destroy (r);
 985     }
 986
 987   chart_write_legend (roc_chart);
 988
 989   chart_submit (roc_chart);
 990 }
 991
 992
 993 static void
 994 output_roc (struct roc_state *rs, const struct cmd_roc *roc)
 995 {
 996   show_summary (roc);
 997
 998   if ( roc->curve )
 999     draw_roc (rs, roc);
1000
1001   show_auc (rs, roc);
1002
1003
1004   if ( roc->print_coords )
1005     show_coords (rs, roc);
1006 }
1007