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     subcase_init (&ordering, CUTPOINT, 0, SC_ASCEND);
 564
 565
 566     proto = caseproto_add_width (proto, 0); /* cutpoint */
 567     proto = caseproto_add_width (proto, 0); /* TP */
 568     proto = caseproto_add_width (proto, 0); /* FN */
 569     proto = caseproto_add_width (proto, 0); /* TN */
 570     proto = caseproto_add_width (proto, 0); /* FP */
 571
 572
 573     for (i = 0 ; i < roc->n_vars; ++i)
 574       {
 575         rs[i].cutpoint_wtr = sort_create_writer (&ordering, proto);
 576         rs[i].prev_result = SYSMIS;
 577         rs[i].max = -DBL_MAX;
 578         rs[i].min = DBL_MAX;
 579       }
 580
 581     for (; (c = casereader_read (r)) != NULL; case_unref (c))
 582       {
 583         const double weight = dict_get_case_weight (dict, c, NULL);
 584         for (i = 0 ; i < roc->n_vars; ++i)
 585           {
 586             const double result = case_data (c, roc->vars[i])->f;
 587
 588             minimize (&rs[i].min, result);
 589             maximize (&rs[i].max, result);
 590
 591             if ( rs[i].prev_result != SYSMIS && rs[i].prev_result != result )
 592               {
 593                 const double mean = (result + rs[i].prev_result ) / 2.0;
 594                 append_cutpoint (rs[i].cutpoint_wtr, mean);
 595               }
 596
 597             rs[i].prev_result = result;
 598           }
 599       }
 600     casereader_destroy (r);
 601
 602
 603     /* Append the min and max cutpoints */
 604     for (i = 0 ; i < roc->n_vars; ++i)
 605       {
 606         append_cutpoint (rs[i].cutpoint_wtr, rs[i].min - 1);
 607         append_cutpoint (rs[i].cutpoint_wtr, rs[i].max + 1);
 608
 609         rs[i].cutpoint_rdr = casewriter_make_reader (rs[i].cutpoint_wtr);
 610       }
 611   }
 612
 613  positives =
 614     casereader_create_filter_func (input,
 615                                    match_positives,
 616                                    NULL,
 617                                    roc,
 618                                    neg_wtr);
 619
 620
 621   for (i = 0 ; i < roc->n_vars; ++i)
 622     {
 623       struct ccase *cpos;
 624       struct casereader *n_neg ;
 625       const struct variable *var = roc->vars[i];
 626
 627       struct casereader *neg ;
 628       struct casereader *pos = casereader_clone (positives);
 629
 630       struct casereader *n_pos =
 631         process_positive_group (var, pos, dict, &rs[i]);
 632
 633       if ( negatives == NULL)
 634         {
 635           negatives = casewriter_make_reader (neg_wtr);
 636         }
 637
 638       neg = casereader_clone (negatives);
 639
 640       n_neg = process_negative_group (var, neg, dict, &rs[i]);
 641
 642
 643       printf ("Positives:\n");
 644       dump_casereader (n_pos);
 645
 646       printf ("Negatives:\n");
 647       dump_casereader (n_neg);
 648
 649 #if 0
 650       /* Simple join on VALUE */
 651       for ( ; (cpos = casereader_read (n_pos) ); case_unref (cpos))
 652         {
 653           struct ccase *cneg = NULL;
 654           double dneg = -DBL_MAX;
 655           const double dpos = case_data_idx (cpos, VALUE)->f;
 656           while (dneg < dpos)
 657             {
 658               if ( cneg )
 659                 case_unref (cneg);
 660
 661               cneg = casereader_read (n_neg);
 662               if ( ! cneg )
 663                 break;
 664               dneg = case_data_idx (cneg, VALUE)->f;
 665             }
 666
 667           if ( dpos == dneg )
 668             {
 669               double n_pos_eq = case_data_idx (cpos, N_EQ)->f;
 670               double n_neg_eq = case_data_idx (cneg, N_EQ)->f;
 671               double n_pos_gt = case_data_idx (cpos, N_PRED)->f;
 672               double n_neg_lt = case_data_idx (cneg, N_PRED)->f;
 673
 674               rs[i].auc += n_pos_gt * n_neg_eq + (n_pos_eq * n_neg_eq) / 2.0;
 675               rs[i].q1hat +=
 676                 n_neg_eq * ( pow2 (n_pos_gt) + n_pos_gt * n_pos_eq + pow2 (n_pos_eq) / 3.0);
 677               rs[i].q2hat +=
 678                 n_pos_eq * ( pow2 (n_neg_lt) + n_neg_lt * n_neg_eq + pow2 (n_neg_eq) / 3.0);
 679             }
 680
 681           if ( cneg )
 682             case_unref (cneg);
 683         }
 684
 685       rs[i].auc /=  rs[i].n1 * rs[i].n2;
 686       if ( roc->invert )
 687         rs[i].auc = 1 - rs[i].auc;
 688
 689       if ( roc->bi_neg_exp )
 690         {
 691           rs[i].q1hat = rs[i].auc / ( 2 - rs[i].auc);
 692           rs[i].q2hat = 2 * pow2 (rs[i].auc) / ( 1 + rs[i].auc);
 693         }
 694       else
 695         {
 696           rs[i].q1hat /= rs[i].n2 * pow2 (rs[i].n1);
 697           rs[i].q2hat /= rs[i].n1 * pow2 (rs[i].n2);
 698         }
 699     }
 700 #endif
 701
 702   casereader_destroy (positives);
 703   casereader_destroy (negatives);
 704
 705   output_roc (rs, roc);
 706
 707   free (rs);
 708 }
 709
 710
 711
 712
 713 static void
 714 show_auc  (struct roc_state *rs, const struct cmd_roc *roc)
 715 {
 716   int i;
 717   const int n_fields = roc->print_se ? 5 : 1;
 718   const int n_cols = roc->n_vars > 1 ? n_fields + 1: n_fields;
 719   const int n_rows = 2 + roc->n_vars;
 720   struct tab_table *tbl = tab_create (n_cols, n_rows, 0);
 721
 722   if ( roc->n_vars > 1)
 723     tab_title (tbl, _("Area Under the Curve"));
 724   else
 725     tab_title (tbl, _("Area Under the Curve (%s)"), var_to_string (roc->vars[0]));
 726
 727   tab_headers (tbl, n_cols - n_fields, 0, 1, 0);
 728
 729   tab_dim (tbl, tab_natural_dimensions, NULL);
 730
 731   tab_text (tbl, n_cols - n_fields, 1, TAT_TITLE, _("Area"));
 732
 733   tab_hline (tbl, TAL_2, 0, n_cols - 1, 2);
 734
 735   tab_box (tbl,
 736            TAL_2, TAL_2,
 737            -1, TAL_1,
 738            0, 0,
 739            n_cols - 1,
 740            n_rows - 1);
 741
 742   if ( roc->print_se )
 743     {
 744       tab_text (tbl, n_cols - 4, 1, TAT_TITLE, _("Std. Error"));
 745       tab_text (tbl, n_cols - 3, 1, TAT_TITLE, _("Asymptotic Sig."));
 746
 747       tab_text (tbl, n_cols - 2, 1, TAT_TITLE, _("Lower Bound"));
 748       tab_text (tbl, n_cols - 1, 1, TAT_TITLE, _("Upper Bound"));
 749
 750       tab_joint_text (tbl, n_cols - 2, 0, 4, 0,
 751                       TAT_TITLE | TAB_CENTER | TAT_PRINTF,
 752                       _("Asymp. %g%% Confidence Interval"), roc->ci);
 753       tab_vline (tbl, 0, n_cols - 1, 0, 0);
 754       tab_hline (tbl, TAL_1, n_cols - 2, n_cols - 1, 1);
 755     }
 756
 757   if ( roc->n_vars > 1)
 758     tab_text (tbl, 0, 1, TAT_TITLE, _("Variable under test"));
 759
 760   if ( roc->n_vars > 1)
 761     tab_vline (tbl, TAL_2, 1, 0, n_rows - 1);
 762
 763
 764   for ( i = 0 ; i < roc->n_vars ; ++i )
 765     {
 766       tab_text (tbl, 0, 2 + i, TAT_TITLE, var_to_string (roc->vars[i]));
 767
 768       tab_double (tbl, n_cols - n_fields, 2 + i, 0, rs[i].auc, NULL);
 769
 770       if ( roc->print_se )
 771         {
 772           double se ;
 773           const double sd_0_5 = sqrt ((rs[i].n1 + rs[i].n2 + 1) /
 774                                       (12 * rs[i].n1 * rs[i].n2));
 775           double ci ;
 776           double yy ;
 777
 778           se = rs[i].auc * (1 - rs[i].auc) + (rs[i].n1 - 1) * (rs[i].q1hat - pow2 (rs[i].auc)) +
 779             (rs[i].n2 - 1) * (rs[i].q2hat - pow2 (rs[i].auc));
 780
 781           se /= rs[i].n1 * rs[i].n2;
 782
 783           se = sqrt (se);
 784
 785           tab_double (tbl, n_cols - 4, 2 + i, 0,
 786                       se,
 787                       NULL);
 788
 789           ci = 1 - roc->ci / 100.0;
 790           yy = gsl_cdf_gaussian_Qinv (ci, se) ;
 791
 792           tab_double (tbl, n_cols - 2, 2 + i, 0,
 793                       rs[i].auc - yy,
 794                       NULL);
 795
 796           tab_double (tbl, n_cols - 1, 2 + i, 0,
 797                       rs[i].auc + yy,
 798                       NULL);
 799
 800           tab_double (tbl, n_cols - 3, 2 + i, 0,
 801                       2.0 * gsl_cdf_ugaussian_Q (fabs ((rs[i].auc - 0.5 ) / sd_0_5)),
 802                       NULL);
 803         }
 804     }
 805
 806   tab_submit (tbl);
 807 }
 808
 809
 810 static void
 811 show_summary (const struct cmd_roc *roc)
 812 {
 813   const int n_cols = 3;
 814   const int n_rows = 4;
 815   struct tab_table *tbl = tab_create (n_cols, n_rows, 0);
 816
 817   tab_title (tbl, _("Case Summary"));
 818
 819   tab_headers (tbl, 1, 0, 2, 0);
 820
 821   tab_dim (tbl, tab_natural_dimensions, NULL);
 822
 823   tab_box (tbl,
 824            TAL_2, TAL_2,
 825            -1, -1,
 826            0, 0,
 827            n_cols - 1,
 828            n_rows - 1);
 829
 830   tab_hline (tbl, TAL_2, 0, n_cols - 1, 2);
 831   tab_vline (tbl, TAL_2, 1, 0, n_rows - 1);
 832
 833
 834   tab_hline (tbl, TAL_2, 1, n_cols - 1, 1);
 835   tab_vline (tbl, TAL_1, 2, 1, n_rows - 1);
 836
 837
 838   tab_text (tbl, 0, 1, TAT_TITLE | TAB_LEFT, var_to_string (roc->state_var));
 839   tab_text (tbl, 1, 1, TAT_TITLE, _("Unweighted"));
 840   tab_text (tbl, 2, 1, TAT_TITLE, _("Weighted"));
 841
 842   tab_joint_text (tbl, 1, 0, 2, 0,
 843                   TAT_TITLE | TAB_CENTER,
 844                   _("Valid N (listwise)"));
 845
 846
 847   tab_text (tbl, 0, 2, TAB_LEFT, _("Positive"));
 848   tab_text (tbl, 0, 3, TAB_LEFT, _("Negative"));
 849
 850
 851 #if 0
 852   tab_double (tbl, 1, 2, 0, roc->pos, &F_8_0);
 853   tab_double (tbl, 1, 3, 0, roc->neg, &F_8_0);
 854
 855   tab_double (tbl, 2, 2, 0, roc->pos_weighted, 0);
 856   tab_double (tbl, 2, 3, 0, roc->neg_weighted, 0);
 857 #endif
 858
 859   tab_submit (tbl);
 860 }
 861
 862
 863 static void
 864 show_coords (struct roc_state *rs, const struct cmd_roc *roc)
 865 {
 866   int x = 1;
 867   int i;
 868   const int n_cols = roc->n_vars > 1 ? 4 : 3;
 869   int n_rows = 1;
 870   struct tab_table *tbl ;
 871
 872   for (i = 0; i < roc->n_vars; ++i)
 873     n_rows += casereader_count_cases (rs[i].cutpoint_rdr);
 874
 875   tbl = tab_create (n_cols, n_rows, 0);
 876
 877   if ( roc->n_vars > 1)
 878     tab_title (tbl, _("Coordinates of the Curve"));
 879   else
 880     tab_title (tbl, _("Coordinates of the Curve (%s)"), var_to_string (roc->vars[0]));
 881
 882
 883   tab_headers (tbl, 1, 0, 1, 0);
 884
 885   tab_dim (tbl, tab_natural_dimensions, NULL);
 886
 887   tab_hline (tbl, TAL_2, 0, n_cols - 1, 1);
 888
 889   if ( roc->n_vars > 1)
 890     tab_text (tbl, 0, 0, TAT_TITLE, _("Test variable"));
 891
 892   tab_text (tbl, n_cols - 3, 0, TAT_TITLE, _("Positive if greater than or equal to"));
 893   tab_text (tbl, n_cols - 2, 0, TAT_TITLE, _("Sensitivity"));
 894   tab_text (tbl, n_cols - 1, 0, TAT_TITLE, _("1 - Specificity"));
 895
 896   tab_box (tbl,
 897            TAL_2, TAL_2,
 898            -1, TAL_1,
 899            0, 0,
 900            n_cols - 1,
 901            n_rows - 1);
 902
 903   if ( roc->n_vars > 1)
 904     tab_vline (tbl, TAL_2, 1, 0, n_rows - 1);
 905
 906   for (i = 0; i < roc->n_vars; ++i)
 907     {
 908       struct ccase *cc;
 909       struct casereader *r = casereader_clone (rs[i].cutpoint_rdr);
 910
 911       if ( roc->n_vars > 1)
 912         tab_text (tbl, 0, x, TAT_TITLE, var_to_string (roc->vars[i]));
 913
 914       if ( i > 0)
 915         tab_hline (tbl, TAL_1, 0, n_cols - 1, x);
 916
 917
 918       for (; (cc = casereader_read (r)) != NULL;
 919            case_unref (cc), x++)
 920         {
 921           const double se = case_data_idx (cc, TP)->f /
 922             (
 923              case_data_idx (cc, TP)->f
 924              +
 925              case_data_idx (cc, FN)->f
 926              );
 927
 928           const double sp = case_data_idx (cc, TN)->f /
 929             (
 930              case_data_idx (cc, TN)->f
 931              +
 932              case_data_idx (cc, FP)->f
 933              );
 934
 935           tab_double (tbl, n_cols - 3, x, 0, case_data_idx (cc, CUTPOINT)->f,
 936                       var_get_print_format (roc->vars[i]));
 937
 938           tab_double (tbl, n_cols - 2, x, 0, se, NULL);
 939           tab_double (tbl, n_cols - 1, x, 0, 1 - sp, NULL);
 940         }
 941
 942       casereader_destroy (r);
 943     }
 944
 945   tab_submit (tbl);
 946 }
 947
 948
 949 static void
 950 draw_roc (struct roc_state *rs, const struct cmd_roc *roc)
 951 {
 952   int i;
 953
 954   struct chart *roc_chart = chart_create ();
 955
 956   chart_write_title (roc_chart, _("ROC Curve"));
 957   chart_write_xlabel (roc_chart, _("1 - Specificity"));
 958   chart_write_ylabel (roc_chart, _("Sensitivity"));
 959
 960   chart_write_xscale (roc_chart, 0, 1, 5);
 961   chart_write_yscale (roc_chart, 0, 1, 5);
 962
 963   if ( roc->reference )
 964     {
 965       chart_line (roc_chart, 1.0, 0,
 966                   0.0, 1.0,
 967                   CHART_DIM_X);
 968     }
 969
 970   for (i = 0; i < roc->n_vars; ++i)
 971     {
 972       struct ccase *cc;
 973       struct casereader *r = casereader_clone (rs[i].cutpoint_rdr);
 974
 975       chart_vector_start (roc_chart, var_get_name (roc->vars[i]));
 976       for (; (cc = casereader_read (r)) != NULL;
 977            case_unref (cc))
 978         {
 979           double se = case_data_idx (cc, TP)->f;
 980           double sp = case_data_idx (cc, TN)->f;
 981
 982           se /= case_data_idx (cc, FN)->f +
 983             case_data_idx (cc, TP)->f ;
 984
 985           sp /= case_data_idx (cc, TN)->f +
 986             case_data_idx (cc, FP)->f ;
 987
 988           chart_vector (roc_chart, 1 - sp, se);
 989         }
 990       chart_vector_end (roc_chart);
 991       casereader_destroy (r);
 992     }
 993
 994   chart_write_legend (roc_chart);
 995
 996   chart_submit (roc_chart);
 997 }
 998
 999
1000 static void
1001 output_roc (struct roc_state *rs, const struct cmd_roc *roc)
1002 {
1003   show_summary (roc);
1004
1005   if ( roc->curve )
1006     draw_roc (rs, roc);
1007
1008   show_auc (rs, roc);
1009
1010
1011   if ( roc->print_coords )
1012     show_coords (rs, roc);
1013 }
1014