pintos-os.org Git - pspp/blob - src/language/stats/binomial.c

   1 /* PSPP - a program for statistical analysis.
   2    Copyright (C) 2006, 2009, 2010, 2011, 2014 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 "language/stats/binomial.h"
  20
  21 #include <float.h>
  22 #include <gsl/gsl_cdf.h>
  23 #include <gsl/gsl_randist.h>
  24
  25 #include "data/case.h"
  26 #include "data/casereader.h"
  27 #include "data/dataset.h"
  28 #include "data/dictionary.h"
  29 #include "data/format.h"
  30 #include "data/value-labels.h"
  31 #include "data/value.h"
  32 #include "data/variable.h"
  33 #include "language/stats/freq.h"
  34 #include "libpspp/assertion.h"
  35 #include "libpspp/compiler.h"
  36 #include "libpspp/message.h"
  37 #include "libpspp/misc.h"
  38 #include "output/tab.h"
  39
  40 #include "gl/xalloc.h"
  41 #include "gl/minmax.h"
  42
  43 #include "gettext.h"
  44 #define _(msgid) gettext (msgid)
  45
  46 static double calculate_binomial_internal (double n1, double n2,
  47                                            double p);
  48
  49
  50 static void
  51 swap (double *i1, double *i2)
  52 {
  53   double temp = *i1;
  54   *i1 = *i2;
  55   *i2 = temp;
  56 }
  57
  58 static double
  59 calculate_binomial (double n1, double n2, double p)
  60 {
  61   const double n = n1 + n2;
  62   const bool test_reversed = (n1 / n > p ) ;
  63   if ( test_reversed )
  64     {
  65       p = 1 - p ;
  66       swap (&n1, &n2);
  67     }
  68
  69   return calculate_binomial_internal (n1, n2, p);
  70 }
  71
  72 static double
  73 calculate_binomial_internal (double n1, double n2, double p)
  74 {
  75   /* SPSS Statistical Algorithms has completely different and WRONG
  76      advice here. */
  77
  78   double sig1tailed = gsl_cdf_binomial_P (n1, p, n1 + n2);
  79
  80   if ( p == 0.5 )
  81     return sig1tailed > 0.5 ? 1.0 :sig1tailed * 2.0;
  82
  83   return sig1tailed ;
  84 }
  85
  86 static bool
  87 do_binomial (const struct dictionary *dict,
  88              struct casereader *input,
  89              const struct one_sample_test *ost,
  90              struct freq *cat1,
  91              struct freq *cat2,
  92              enum mv_class exclude
  93              )
  94 {
  95   const struct binomial_test *bst = UP_CAST (ost, const struct binomial_test, parent);
  96   bool warn = true;
  97
  98   struct ccase *c;
  99
 100   for (; (c = casereader_read (input)) != NULL; case_unref (c))
 101     {
 102       int v;
 103       double w = dict_get_case_weight (dict, c, &warn);
 104
 105       for (v = 0 ; v < ost->n_vars ; ++v )
 106         {
 107           const struct variable *var = ost->vars[v];
 108           double value = case_num (c, var);
 109
 110           if (var_is_num_missing (var, value, exclude))
 111             continue;
 112
 113           if (bst->cutpoint != SYSMIS)
 114             {
 115               if ( cat1[v].value.f >= value )
 116                   cat1[v].count  += w;
 117               else
 118                   cat2[v].count += w;
 119             }
 120           else
 121             {
 122               if ( SYSMIS == cat1[v].value.f )
 123                 {
 124                   cat1[v].value.f = value;
 125                   cat1[v].count = w;
 126                 }
 127               else if ( cat1[v].value.f == value )
 128                 cat1[v].count += w;
 129               else if ( SYSMIS == cat2[v].value.f )
 130                 {
 131                   cat2[v].value.f = value;
 132                   cat2[v].count = w;
 133                 }
 134               else if ( cat2[v].value.f == value )
 135                 cat2[v].count += w;
 136               else if ( bst->category1 == SYSMIS)
 137                 msg (ME, _("Variable %s is not dichotomous"), var_get_name (var));
 138             }
 139         }
 140     }
 141   return casereader_destroy (input);
 142 }
 143
 144
 145
 146 void
 147 binomial_execute (const struct dataset *ds,
 148                   struct casereader *input,
 149                   enum mv_class exclude,
 150                   const struct npar_test *test,
 151                   bool exact UNUSED,
 152                   double timer UNUSED)
 153 {
 154   int v;
 155   const struct dictionary *dict = dataset_dict (ds);
 156   const struct one_sample_test *ost = UP_CAST (test, const struct one_sample_test, parent);
 157   const struct binomial_test *bst = UP_CAST (ost, const struct binomial_test, parent);
 158
 159   struct freq *cat[2];
 160   int i;
 161
 162   assert ((bst->category1 == SYSMIS) == (bst->category2 == SYSMIS) || bst->cutpoint != SYSMIS);
 163
 164   for (i = 0; i < 2; i++)
 165     {
 166       double value;
 167       if (i == 0)
 168         value = bst->cutpoint != SYSMIS ? bst->cutpoint : bst->category1;
 169       else
 170         value = bst->category2;
 171
 172       cat[i] = xnmalloc (ost->n_vars, sizeof *cat[i]);
 173       for (v = 0; v < ost->n_vars; v++)
 174         {
 175           cat[i][v].value.f = value;
 176           cat[i][v].count = 0;
 177         }
 178     }
 179
 180   if (do_binomial (dataset_dict (ds), input, ost, cat[0], cat[1], exclude))
 181     {
 182       const struct variable *wvar = dict_get_weight (dict);
 183       const struct fmt_spec *wfmt = wvar ?
 184         var_get_print_format (wvar) : & F_8_0;
 185
 186       struct tab_table *table = tab_create (7, ost->n_vars * 3 + 1);
 187
 188       tab_title (table, _("Binomial Test"));
 189
 190       tab_headers (table, 2, 0, 1, 0);
 191
 192       tab_box (table, TAL_1, TAL_1, -1, TAL_1,
 193                0, 0, tab_nc (table) - 1, tab_nr(table) - 1 );
 194
 195       for (v = 0 ; v < ost->n_vars; ++v)
 196         {
 197           double n_total, sig;
 198           struct string catstr[2];
 199           const struct variable *var = ost->vars[v];
 200
 201           ds_init_empty (&catstr[0]);
 202           ds_init_empty (&catstr[1]);
 203
 204           if ( bst->cutpoint != SYSMIS)
 205             {
 206               ds_put_format (&catstr[0], "<= %.*g",
 207                              DBL_DIG + 1, bst->cutpoint);
 208             }
 209           else
 210             {
 211               var_append_value_name (var, &cat[0][v].value, &catstr[0]);
 212               var_append_value_name (var, &cat[1][v].value, &catstr[1]);
 213             }
 214
 215           tab_hline (table, TAL_1, 0, tab_nc (table) -1, 1 + v * 3);
 216
 217           /* Titles */
 218           tab_text (table, 0, 1 + v * 3, TAB_LEFT, var_to_string (var));
 219           tab_text (table, 1, 1 + v * 3, TAB_LEFT, _("Group1"));
 220           tab_text (table, 1, 2 + v * 3, TAB_LEFT, _("Group2"));
 221           tab_text (table, 1, 3 + v * 3, TAB_LEFT, _("Total"));
 222
 223           /* Test Prop */
 224           tab_double (table, 5, 1 + v * 3, TAB_NONE, bst->p, NULL);
 225
 226           /* Category labels */
 227           tab_text (table, 2, 1 + v * 3, TAB_NONE, ds_cstr (&catstr[0]));
 228           tab_text (table, 2, 2 + v * 3, TAB_NONE, ds_cstr (&catstr[1]));
 229
 230           /* Observed N */
 231           tab_double (table, 3, 1 + v * 3, TAB_NONE, cat[0][v].count, wfmt);
 232           tab_double (table, 3, 2 + v * 3, TAB_NONE, cat[1][v].count, wfmt);
 233
 234           n_total = cat[0][v].count + cat[1][v].count;
 235           tab_double (table, 3, 3 + v * 3, TAB_NONE, n_total, wfmt);
 236
 237           /* Observed Proportions */
 238           tab_double (table, 4, 1 + v * 3, TAB_NONE,
 239                      cat[0][v].count / n_total, NULL);
 240           tab_double (table, 4, 2 + v * 3, TAB_NONE,
 241                      cat[1][v].count / n_total, NULL);
 242
 243           tab_double (table, 4, 3 + v * 3, TAB_NONE,
 244                      (cat[0][v].count + cat[1][v].count) / n_total, NULL);
 245
 246           /* Significance */
 247           sig = calculate_binomial (cat[0][v].count, cat[1][v].count, bst->p);
 248           tab_double (table, 6, 1 + v * 3, TAB_NONE, sig, NULL);
 249
 250           ds_destroy (&catstr[0]);
 251           ds_destroy (&catstr[1]);
 252         }
 253
 254       tab_text (table,  2, 0,  TAB_CENTER, _("Category"));
 255       tab_text (table,  3, 0,  TAB_CENTER, _("N"));
 256       tab_text (table,  4, 0,  TAB_CENTER, _("Observed Prop."));
 257       tab_text (table,  5, 0,  TAB_CENTER, _("Test Prop."));
 258
 259       tab_text_format (table,  6, 0,  TAB_CENTER,
 260                        _("Exact Sig. (%d-tailed)"),
 261                        bst->p == 0.5 ? 2 : 1);
 262
 263       tab_vline (table, TAL_2, 2, 0, tab_nr (table) -1);
 264       tab_submit (table);
 265     }
 266
 267   for (i = 0; i < 2; i++)
 268     free (cat[i]);
 269 }