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synced 2025-06-22 00:42:02 +01:00
significant optimisation of covariance routines + checks
This commit is contained in:
@ -51,14 +51,17 @@ public:
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const T & operator[](const Index s) const;
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// statistics
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void bin(Index binSize);
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T sum(const Index pos = 0, const Index n = -1) const;
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T meanOld(const Index pos = 0, const Index n = -1) const;
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T mean(const Index pos = 0, const Index n = -1) const;
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T covariance(const StatArray<T, os> &array, const Index pos = 0,
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||||
const Index n = -1) const;
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||||
T covarianceMatrix(const StatArray<T, os> &array, const Index pos = 0,
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||||
T covarianceOld(const StatArray<T, os> &array) const;
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||||
T covariance(const StatArray<T, os> &array) const;
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||||
T covarianceMatrixOld(const StatArray<T, os> &array, const Index pos = 0,
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||||
const Index n = -1) const;
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||||
T variance(const Index pos = 0, const Index n = -1) const;
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||||
T varianceMatrix(const Index pos = 0, const Index n = -1) const;
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||||
T correlationMatrix(const Index pos = 0, const Index n = -1) const;
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T varianceOld(void) const;
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||||
T variance(void) const;
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||||
T varianceMatrixOld(const Index pos = 0, const Index n = -1) const;
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||||
T correlationMatrixOld(const Index pos = 0, const Index n = -1) const;
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// IO type
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||||
virtual IoType getType(void) const;
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public:
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@ -66,7 +69,7 @@ public:
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};
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// reduction operations
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namespace ReducOp
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namespace StatOp
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{
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// general templates
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template <typename T>
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@ -149,42 +152,82 @@ void StatArray<T, os>::bin(Index binSize)
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}
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template <typename T, Index os>
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T StatArray<T, os>::mean(const Index pos, const Index n) const
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T StatArray<T, os>::meanOld(const Index pos, const Index n) const
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{
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T result = T();
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const Index m = (n >= 0) ? n : size();
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if (m)
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{
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result = this->segment(pos+os, m).redux(&ReducOp::sum<T>);
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result = this->segment(pos+os, m).redux(&StatOp::sum<T>);
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}
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return result/static_cast<double>(m);
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}
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template <typename T, Index os>
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T StatArray<T, os>::covariance(const StatArray<T, os> &array, const Index pos,
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const Index n) const
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||||
T StatArray<T, os>::sum(const Index pos, const Index n) const
|
||||
{
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T result;
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||||
const Index m = (n >= 0) ? n : size();
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result = (*this)[pos];
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||||
for (Index i = pos + 1; i < pos + m; ++i)
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{
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result += (*this)[i];
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}
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return result;
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}
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template <typename T, Index os>
|
||||
T StatArray<T, os>::mean(const Index pos, const Index n) const
|
||||
{
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const Index m = (n >= 0) ? n : size();
|
||||
|
||||
return sum(pos, n)/static_cast<double>(m);
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}
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template <typename T, Index os>
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T StatArray<T, os>::covarianceOld(const StatArray<T, os> &array) const
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{
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T s1, s2, prs, res = T();
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||||
const Index m = (n >= 0) ? n : size();
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||||
const Index m = size();
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||||
|
||||
if (m)
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||||
{
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||||
auto arraySeg = array.segment(pos+os, m);
|
||||
auto thisSeg = this->segment(pos+os, m);
|
||||
auto arraySeg = array.segment(os, m);
|
||||
auto thisSeg = this->segment(os, m);
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||||
|
||||
s1 = thisSeg.redux(&ReducOp::sum<T>);
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||||
s2 = arraySeg.redux(&ReducOp::sum<T>);
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||||
prs = thisSeg.binaryExpr(arraySeg, &ReducOp::prod<T>)
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||||
.redux(&ReducOp::sum<T>);
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||||
res = prs - ReducOp::prod(s1, s2)/static_cast<double>(m);
|
||||
s1 = thisSeg.redux(&StatOp::sum<T>);
|
||||
s2 = arraySeg.redux(&StatOp::sum<T>);
|
||||
prs = thisSeg.binaryExpr(arraySeg, &StatOp::prod<T>)
|
||||
.redux(&StatOp::sum<T>);
|
||||
res = prs - StatOp::prod(s1, s2)/static_cast<double>(m);
|
||||
}
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||||
|
||||
return res/static_cast<double>(m - 1);
|
||||
}
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template <typename T, Index os>
|
||||
T StatArray<T, os>::covarianceMatrix(const StatArray<T, os> &array,
|
||||
T StatArray<T, os>::covariance(const StatArray<T, os> &array) const
|
||||
{
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T s1, s2, res;
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||||
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||||
s1 = array.sum();
|
||||
s2 = this->sum();
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||||
res = StatOp::prod<T>(array[0], (*this)[0]);
|
||||
for (Index i = 1; i < size(); ++i)
|
||||
{
|
||||
res += StatOp::prod<T>(array[i], (*this)[i]);
|
||||
}
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||||
res -= StatOp::prod<T>(s1, s2)/static_cast<double>(size());
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||||
res /= static_cast<double>(size() - 1);
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||||
|
||||
return res;
|
||||
}
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||||
template <typename T, Index os>
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||||
T StatArray<T, os>::covarianceMatrixOld(const StatArray<T, os> &array,
|
||||
const Index pos, const Index n) const
|
||||
{
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||||
T s1, s2, prs, res = T();
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||||
@ -195,32 +238,38 @@ T StatArray<T, os>::covarianceMatrix(const StatArray<T, os> &array,
|
||||
auto arraySeg = array.segment(pos+os, m);
|
||||
auto thisSeg = this->segment(pos+os, m);
|
||||
|
||||
s1 = thisSeg.redux(&ReducOp::sum<T>);
|
||||
s2 = arraySeg.redux(&ReducOp::sum<T>);
|
||||
prs = thisSeg.binaryExpr(arraySeg, &ReducOp::tensProd<T>)
|
||||
.redux(&ReducOp::sum<T>);
|
||||
res = prs - ReducOp::tensProd(s1, s2)/static_cast<double>(m);
|
||||
s1 = thisSeg.redux(&StatOp::sum<T>);
|
||||
s2 = arraySeg.redux(&StatOp::sum<T>);
|
||||
prs = thisSeg.binaryExpr(arraySeg, &StatOp::tensProd<T>)
|
||||
.redux(&StatOp::sum<T>);
|
||||
res = prs - StatOp::tensProd(s1, s2)/static_cast<double>(m);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return res/static_cast<double>(m - 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <typename T, Index os>
|
||||
T StatArray<T, os>::variance(const Index pos, const Index n) const
|
||||
T StatArray<T, os>::variance(void) const
|
||||
{
|
||||
return covariance(*this, pos, n);
|
||||
return covariance(*this);
|
||||
}
|
||||
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||||
template <typename T, Index os>
|
||||
T StatArray<T, os>::varianceMatrix(const Index pos, const Index n) const
|
||||
T StatArray<T, os>::varianceOld(void) const
|
||||
{
|
||||
return covarianceMatrix(*this, pos, n);
|
||||
return covarianceOld(*this);
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <typename T, Index os>
|
||||
T StatArray<T, os>::correlationMatrix(const Index pos, const Index n) const
|
||||
T StatArray<T, os>::varianceMatrixOld(const Index pos, const Index n) const
|
||||
{
|
||||
T res = varianceMatrix(pos, n);
|
||||
return covarianceMatrixOld(*this, pos, n);
|
||||
}
|
||||
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||||
template <typename T, Index os>
|
||||
T StatArray<T, os>::correlationMatrixOld(const Index pos, const Index n) const
|
||||
{
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||||
T res = varianceMatrixOld(pos, n);
|
||||
T invDiag(res.rows(), 1);
|
||||
|
||||
invDiag = res.diagonal();
|
||||
@ -231,8 +280,14 @@ T StatArray<T, os>::correlationMatrix(const Index pos, const Index n) const
|
||||
}
|
||||
|
||||
// reduction operations ////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
namespace ReducOp
|
||||
namespace StatOp
|
||||
{
|
||||
template <typename T>
|
||||
inline void zero(T &a)
|
||||
{
|
||||
a = 0.;
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <typename T>
|
||||
inline T sum(const T &a, const T &b)
|
||||
{
|
||||
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