htswanalysis/MACS/lib/gsl/gsl-1.11/histogram/pdf.c

   1 /* histogram/pdf.c
   2  *
   3  * Copyright (C) 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2007 Brian Gough
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
   8  * your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
  18  */
  19
  20 #include <config.h>
  21 #include <stdlib.h>
  22 #include <gsl/gsl_errno.h>
  23 #include <gsl/gsl_histogram.h>
  24
  25 #include "find.c"
  26
  27 double
  28 gsl_histogram_pdf_sample (const gsl_histogram_pdf * p, double r)
  29 {
  30   size_t i;
  31   int status;
  32
  33 /* Wrap the exclusive top of the bin down to the inclusive bottom of
  34    the bin. Since this is a single point it should not affect the
  35    distribution. */
  36
  37   if (r == 1.0)
  38     {
  39       r = 0.0;
  40     }
  41
  42   status = find (p->n, p->sum, r, &i);
  43
  44   if (status)
  45     {
  46       GSL_ERROR_VAL ("cannot find r in cumulative pdf", GSL_EDOM, 0);
  47     }
  48   else
  49     {
  50       double delta = (r - p->sum[i]) / (p->sum[i + 1] - p->sum[i]);
  51       double x = p->range[i] + delta * (p->range[i + 1] - p->range[i]);
  52       return x;
  53     }
  54 }
  55
  56 gsl_histogram_pdf *
  57 gsl_histogram_pdf_alloc (const size_t n)
  58 {
  59   gsl_histogram_pdf *p;
  60
  61   if (n == 0)
  62     {
  63       GSL_ERROR_VAL ("histogram pdf length n must be positive integer",
  64                         GSL_EDOM, 0);
  65     }
  66
  67   p = (gsl_histogram_pdf *) malloc (sizeof (gsl_histogram_pdf));
  68
  69   if (p == 0)
  70     {
  71       GSL_ERROR_VAL ("failed to allocate space for histogram pdf struct",
  72                         GSL_ENOMEM, 0);
  73     }
  74
  75   p->range = (double *) malloc ((n + 1) * sizeof (double));
  76
  77   if (p->range == 0)
  78     {
  79       free (p);         /* exception in constructor, avoid memory leak */
  80
  81       GSL_ERROR_VAL ("failed to allocate space for histogram pdf ranges",
  82                         GSL_ENOMEM, 0);
  83     }
  84
  85   p->sum = (double *) malloc ((n + 1) * sizeof (double));
  86
  87   if (p->sum == 0)
  88     {
  89       free (p->range);
  90       free (p);         /* exception in constructor, avoid memory leak */
  91
  92       GSL_ERROR_VAL ("failed to allocate space for histogram pdf sums",
  93                         GSL_ENOMEM, 0);
  94     }
  95
  96   p->n = n;
  97
  98   return p;
  99 }
 100
 101 int
 102 gsl_histogram_pdf_init (gsl_histogram_pdf * p, const gsl_histogram * h)
 103 {
 104   size_t i;
 105   size_t n = p->n;
 106
 107   if (n != h->n)
 108     {
 109       GSL_ERROR ("histogram length must match pdf length", GSL_EINVAL);
 110     }
 111
 112   for (i = 0; i < n; i++)
 113     {
 114       if (h->bin[i] < 0)
 115         {
 116           GSL_ERROR ("histogram bins must be non-negative to compute"
 117                      "a probability distribution", GSL_EDOM);
 118         }
 119     }
 120
 121   for (i = 0; i < n + 1; i++)
 122     {
 123       p->range[i] = h->range[i];
 124     }
 125
 126   {
 127     double mean = 0, sum = 0;
 128
 129     for (i = 0; i < n; i++)
 130       {
 131         mean += (h->bin[i] - mean) / ((double) (i + 1));
 132       }
 133
 134     p->sum[0] = 0;
 135
 136     for (i = 0; i < n; i++)
 137       {
 138         sum += (h->bin[i] / mean) / n;
 139         p->sum[i + 1] = sum;
 140       }
 141   }
 142
 143   return GSL_SUCCESS;
 144 }
 145
 146
 147 void
 148 gsl_histogram_pdf_free (gsl_histogram_pdf * p)
 149 {
 150   free (p->range);
 151   free (p->sum);
 152   free (p);
 153 }