source: sasmodels/sasmodels/compare.py @ def2c1b

core_shell_microgelscostrafo411magnetic_modelrelease_v0.94release_v0.95ticket-1257-vesicle-productticket_1156ticket_1265_superballticket_822_more_unit_tests
Last change on this file since def2c1b was def2c1b, checked in by Paul Kienzle <pkienzle@…>, 8 years ago

honour platform request when selecting kernel

  • Property mode set to 100755
File size: 33.9 KB
Line 
1#!/usr/bin/env python
2# -*- coding: utf-8 -*-
3"""
4Program to compare models using different compute engines.
5
6This program lets you compare results between OpenCL and DLL versions
7of the code and between precision (half, fast, single, double, quad),
8where fast precision is single precision using native functions for
9trig, etc., and may not be completely IEEE 754 compliant.  This lets
10make sure that the model calculations are stable, or if you need to
11tag the model as double precision only.
12
13Run using ./compare.sh (Linux, Mac) or compare.bat (Windows) in the
14sasmodels root to see the command line options.
15
16Note that there is no way within sasmodels to select between an
17OpenCL CPU device and a GPU device, but you can do so by setting the
18PYOPENCL_CTX environment variable ahead of time.  Start a python
19interpreter and enter::
20
21    import pyopencl as cl
22    cl.create_some_context()
23
24This will prompt you to select from the available OpenCL devices
25and tell you which string to use for the PYOPENCL_CTX variable.
26On Windows you will need to remove the quotes.
27"""
28
29from __future__ import print_function
30
31import sys
32import math
33import datetime
34import traceback
35
36import numpy as np  # type: ignore
37
38from . import core
39from . import kerneldll
40from .data import plot_theory, empty_data1D, empty_data2D
41from .direct_model import DirectModel
42from .convert import revert_name, revert_pars, constrain_new_to_old
43
44try:
45    from typing import Optional, Dict, Any, Callable, Tuple
46except:
47    pass
48else:
49    from .modelinfo import ModelInfo, Parameter, ParameterSet
50    from .data import Data
51    Calculator = Callable[[float], np.ndarray]
52
53USAGE = """
54usage: compare.py model N1 N2 [options...] [key=val]
55
56Compare the speed and value for a model between the SasView original and the
57sasmodels rewrite.
58
59model is the name of the model to compare (see below).
60N1 is the number of times to run sasmodels (default=1).
61N2 is the number times to run sasview (default=1).
62
63Options (* for default):
64
65    -plot*/-noplot plots or suppress the plot of the model
66    -lowq*/-midq/-highq/-exq use q values up to 0.05, 0.2, 1.0, 10.0
67    -nq=128 sets the number of Q points in the data set
68    -zero indicates that q=0 should be included
69    -1d*/-2d computes 1d or 2d data
70    -preset*/-random[=seed] preset or random parameters
71    -mono/-poly* force monodisperse/polydisperse
72    -cutoff=1e-5* cutoff value for including a point in polydispersity
73    -pars/-nopars* prints the parameter set or not
74    -abs/-rel* plot relative or absolute error
75    -linear/-log*/-q4 intensity scaling
76    -hist/-nohist* plot histogram of relative error
77    -res=0 sets the resolution width dQ/Q if calculating with resolution
78    -accuracy=Low accuracy of the resolution calculation Low, Mid, High, Xhigh
79    -edit starts the parameter explorer
80    -default/-demo* use demo vs default parameters
81
82Any two calculation engines can be selected for comparison:
83
84    -single/-double/-half/-fast sets an OpenCL calculation engine
85    -single!/-double!/-quad! sets an OpenMP calculation engine
86    -sasview sets the sasview calculation engine
87
88The default is -single -sasview.  Note that the interpretation of quad
89precision depends on architecture, and may vary from 64-bit to 128-bit,
90with 80-bit floats being common (1e-19 precision).
91
92Key=value pairs allow you to set specific values for the model parameters.
93"""
94
95# Update docs with command line usage string.   This is separate from the usual
96# doc string so that we can display it at run time if there is an error.
97# lin
98__doc__ = (__doc__  # pylint: disable=redefined-builtin
99           + """
100Program description
101-------------------
102
103"""
104           + USAGE)
105
106kerneldll.ALLOW_SINGLE_PRECISION_DLLS = True
107
108# CRUFT python 2.6
109if not hasattr(datetime.timedelta, 'total_seconds'):
110    def delay(dt):
111        """Return number date-time delta as number seconds"""
112        return dt.days * 86400 + dt.seconds + 1e-6 * dt.microseconds
113else:
114    def delay(dt):
115        """Return number date-time delta as number seconds"""
116        return dt.total_seconds()
117
118
119class push_seed(object):
120    """
121    Set the seed value for the random number generator.
122
123    When used in a with statement, the random number generator state is
124    restored after the with statement is complete.
125
126    :Parameters:
127
128    *seed* : int or array_like, optional
129        Seed for RandomState
130
131    :Example:
132
133    Seed can be used directly to set the seed::
134
135        >>> from numpy.random import randint
136        >>> push_seed(24)
137        <...push_seed object at...>
138        >>> print(randint(0,1000000,3))
139        [242082    899 211136]
140
141    Seed can also be used in a with statement, which sets the random
142    number generator state for the enclosed computations and restores
143    it to the previous state on completion::
144
145        >>> with push_seed(24):
146        ...    print(randint(0,1000000,3))
147        [242082    899 211136]
148
149    Using nested contexts, we can demonstrate that state is indeed
150    restored after the block completes::
151
152        >>> with push_seed(24):
153        ...    print(randint(0,1000000))
154        ...    with push_seed(24):
155        ...        print(randint(0,1000000,3))
156        ...    print(randint(0,1000000))
157        242082
158        [242082    899 211136]
159        899
160
161    The restore step is protected against exceptions in the block::
162
163        >>> with push_seed(24):
164        ...    print(randint(0,1000000))
165        ...    try:
166        ...        with push_seed(24):
167        ...            print(randint(0,1000000,3))
168        ...            raise Exception()
169        ...    except Exception:
170        ...        print("Exception raised")
171        ...    print(randint(0,1000000))
172        242082
173        [242082    899 211136]
174        Exception raised
175        899
176    """
177    def __init__(self, seed=None):
178        # type: (Optional[int]) -> None
179        self._state = np.random.get_state()
180        np.random.seed(seed)
181
182    def __enter__(self):
183        # type: () -> None
184        pass
185
186    def __exit__(self, type, value, traceback):
187        # type: (Any, BaseException, Any) -> None
188        # TODO: better typing for __exit__ method
189        np.random.set_state(self._state)
190
191def tic():
192    # type: () -> Callable[[], float]
193    """
194    Timer function.
195
196    Use "toc=tic()" to start the clock and "toc()" to measure
197    a time interval.
198    """
199    then = datetime.datetime.now()
200    return lambda: delay(datetime.datetime.now() - then)
201
202
203def set_beam_stop(data, radius, outer=None):
204    # type: (Data, float, float) -> None
205    """
206    Add a beam stop of the given *radius*.  If *outer*, make an annulus.
207
208    Note: this function does not require sasview
209    """
210    if hasattr(data, 'qx_data'):
211        q = np.sqrt(data.qx_data**2 + data.qy_data**2)
212        data.mask = (q < radius)
213        if outer is not None:
214            data.mask |= (q >= outer)
215    else:
216        data.mask = (data.x < radius)
217        if outer is not None:
218            data.mask |= (data.x >= outer)
219
220
221def parameter_range(p, v):
222    # type: (str, float) -> Tuple[float, float]
223    """
224    Choose a parameter range based on parameter name and initial value.
225    """
226    # process the polydispersity options
227    if p.endswith('_pd_n'):
228        return 0., 100.
229    elif p.endswith('_pd_nsigma'):
230        return 0., 5.
231    elif p.endswith('_pd_type'):
232        raise ValueError("Cannot return a range for a string value")
233    elif any(s in p for s in ('theta', 'phi', 'psi')):
234        # orientation in [-180,180], orientation pd in [0,45]
235        if p.endswith('_pd'):
236            return 0., 45.
237        else:
238            return -180., 180.
239    elif p.endswith('_pd'):
240        return 0., 1.
241    elif 'sld' in p:
242        return -0.5, 10.
243    elif p == 'background':
244        return 0., 10.
245    elif p == 'scale':
246        return 0., 1.e3
247    elif v < 0.:
248        return 2.*v, -2.*v
249    else:
250        return 0., (2.*v if v > 0. else 1.)
251
252
253def _randomize_one(model_info, p, v):
254    # type: (ModelInfo, str, float) -> float
255    # type: (ModelInfo, str, str) -> str
256    """
257    Randomize a single parameter.
258    """
259    if any(p.endswith(s) for s in ('_pd_n', '_pd_nsigma', '_pd_type')):
260        return v
261
262    # Find the parameter definition
263    for par in model_info.parameters.call_parameters:
264        if par.name == p:
265            break
266    else:
267        raise ValueError("unknown parameter %r"%p)
268
269    if len(par.limits) > 2:  # choice list
270        return np.random.randint(len(par.limits))
271
272    limits = par.limits
273    if not np.isfinite(limits).all():
274        low, high = parameter_range(p, v)
275        limits = (max(limits[0], low), min(limits[1], high))
276
277    return np.random.uniform(*limits)
278
279
280def randomize_pars(model_info, pars, seed=None):
281    # type: (ModelInfo, ParameterSet, int) -> ParameterSet
282    """
283    Generate random values for all of the parameters.
284
285    Valid ranges for the random number generator are guessed from the name of
286    the parameter; this will not account for constraints such as cap radius
287    greater than cylinder radius in the capped_cylinder model, so
288    :func:`constrain_pars` needs to be called afterward..
289    """
290    with push_seed(seed):
291        # Note: the sort guarantees order `of calls to random number generator
292        random_pars = dict((p, _randomize_one(model_info, p, v))
293                           for p, v in sorted(pars.items()))
294    return random_pars
295
296def constrain_pars(model_info, pars):
297    # type: (ModelInfo, ParameterSet) -> None
298    """
299    Restrict parameters to valid values.
300
301    This includes model specific code for models such as capped_cylinder
302    which need to support within model constraints (cap radius more than
303    cylinder radius in this case).
304
305    Warning: this updates the *pars* dictionary in place.
306    """
307    name = model_info.id
308    # if it is a product model, then just look at the form factor since
309    # none of the structure factors need any constraints.
310    if '*' in name:
311        name = name.split('*')[0]
312
313    if name == 'capped_cylinder' and pars['cap_radius'] < pars['radius']:
314        pars['radius'], pars['cap_radius'] = pars['cap_radius'], pars['radius']
315    if name == 'barbell' and pars['bell_radius'] < pars['radius']:
316        pars['radius'], pars['bell_radius'] = pars['bell_radius'], pars['radius']
317
318    # Limit guinier to an Rg such that Iq > 1e-30 (single precision cutoff)
319    if name == 'guinier':
320        #q_max = 0.2  # mid q maximum
321        q_max = 1.0  # high q maximum
322        rg_max = np.sqrt(90*np.log(10) + 3*np.log(pars['scale']))/q_max
323        pars['rg'] = min(pars['rg'], rg_max)
324
325    if name == 'rpa':
326        # Make sure phi sums to 1.0
327        if pars['case_num'] < 2:
328            pars['Phi1'] = 0.
329            pars['Phi2'] = 0.
330        elif pars['case_num'] < 5:
331            pars['Phi1'] = 0.
332        total = sum(pars['Phi'+c] for c in '1234')
333        for c in '1234':
334            pars['Phi'+c] /= total
335
336def parlist(model_info, pars, is2d):
337    # type: (ModelInfo, ParameterSet, bool) -> str
338    """
339    Format the parameter list for printing.
340    """
341    lines = []
342    parameters = model_info.parameters
343    for p in parameters.user_parameters(pars, is2d):
344        fields = dict(
345            value=pars.get(p.id, p.default),
346            pd=pars.get(p.id+"_pd", 0.),
347            n=int(pars.get(p.id+"_pd_n", 0)),
348            nsigma=pars.get(p.id+"_pd_nsgima", 3.),
349            pdtype=pars.get(p.id+"_pd_type", 'gaussian'),
350        )
351        lines.append(_format_par(p.name, **fields))
352    return "\n".join(lines)
353
354    #return "\n".join("%s: %s"%(p, v) for p, v in sorted(pars.items()))
355
356def _format_par(name, value=0., pd=0., n=0, nsigma=3., pdtype='gaussian'):
357    # type: (str, float, float, int, float, str) -> str
358    line = "%s: %g"%(name, value)
359    if pd != 0.  and n != 0:
360        line += " +/- %g  (%d points in [-%g,%g] sigma %s)"\
361                % (pd, n, nsigma, nsigma, pdtype)
362    return line
363
364def suppress_pd(pars):
365    # type: (ParameterSet) -> ParameterSet
366    """
367    Suppress theta_pd for now until the normalization is resolved.
368
369    May also suppress complete polydispersity of the model to test
370    models more quickly.
371    """
372    pars = pars.copy()
373    for p in pars:
374        if p.endswith("_pd_n"): pars[p] = 0
375    return pars
376
377def eval_sasview(model_info, data):
378    # type: (Modelinfo, Data) -> Calculator
379    """
380    Return a model calculator using the pre-4.0 SasView models.
381    """
382    # importing sas here so that the error message will be that sas failed to
383    # import rather than the more obscure smear_selection not imported error
384    import sas
385    import sas.models
386    from sas.models.qsmearing import smear_selection
387    from sas.models.MultiplicationModel import MultiplicationModel
388
389    def get_model(name):
390        # type: (str) -> "sas.models.BaseComponent"
391        #print("new",sorted(_pars.items()))
392        __import__('sas.models.' + name)
393        ModelClass = getattr(getattr(sas.models, name, None), name, None)
394        if ModelClass is None:
395            raise ValueError("could not find model %r in sas.models"%name)
396        return ModelClass()
397
398    # grab the sasview model, or create it if it is a product model
399    if model_info.composition:
400        composition_type, parts = model_info.composition
401        if composition_type == 'product':
402            P, S = [get_model(revert_name(p)) for p in parts]
403            model = MultiplicationModel(P, S)
404        else:
405            raise ValueError("sasview mixture models not supported by compare")
406    else:
407        model = get_model(revert_name(model_info))
408
409    # build a smearer with which to call the model, if necessary
410    smearer = smear_selection(data, model=model)
411    if hasattr(data, 'qx_data'):
412        q = np.sqrt(data.qx_data**2 + data.qy_data**2)
413        index = ((~data.mask) & (~np.isnan(data.data))
414                 & (q >= data.qmin) & (q <= data.qmax))
415        if smearer is not None:
416            smearer.model = model  # because smear_selection has a bug
417            smearer.accuracy = data.accuracy
418            smearer.set_index(index)
419            theory = lambda: smearer.get_value()
420        else:
421            theory = lambda: model.evalDistribution([data.qx_data[index],
422                                                     data.qy_data[index]])
423    elif smearer is not None:
424        theory = lambda: smearer(model.evalDistribution(data.x))
425    else:
426        theory = lambda: model.evalDistribution(data.x)
427
428    def calculator(**pars):
429        # type: (float, ...) -> np.ndarray
430        """
431        Sasview calculator for model.
432        """
433        # paying for parameter conversion each time to keep life simple, if not fast
434        pars = revert_pars(model_info, pars)
435        for k, v in pars.items():
436            name_attr = k.split('.')  # polydispersity components
437            if len(name_attr) == 2:
438                model.dispersion[name_attr[0]][name_attr[1]] = v
439            else:
440                model.setParam(k, v)
441        return theory()
442
443    calculator.engine = "sasview"
444    return calculator
445
446DTYPE_MAP = {
447    'half': '16',
448    'fast': 'fast',
449    'single': '32',
450    'double': '64',
451    'quad': '128',
452    'f16': '16',
453    'f32': '32',
454    'f64': '64',
455    'longdouble': '128',
456}
457def eval_opencl(model_info, data, dtype='single', cutoff=0.):
458    # type: (ModelInfo, Data, str, float) -> Calculator
459    """
460    Return a model calculator using the OpenCL calculation engine.
461    """
462    if not core.HAVE_OPENCL:
463        raise RuntimeError("OpenCL not available")
464    model = core.build_model(model_info, dtype=dtype, platform="ocl")
465    calculator = DirectModel(data, model, cutoff=cutoff)
466    calculator.engine = "OCL%s"%DTYPE_MAP[dtype]
467    return calculator
468
469def eval_ctypes(model_info, data, dtype='double', cutoff=0.):
470    # type: (ModelInfo, Data, str, float) -> Calculator
471    """
472    Return a model calculator using the DLL calculation engine.
473    """
474    model = core.build_model(model_info, dtype=dtype, platform="dll")
475    calculator = DirectModel(data, model, cutoff=cutoff)
476    calculator.engine = "OMP%s"%DTYPE_MAP[dtype]
477    return calculator
478
479def time_calculation(calculator, pars, Nevals=1):
480    # type: (Calculator, ParameterSet, int) -> Tuple[np.ndarray, float]
481    """
482    Compute the average calculation time over N evaluations.
483
484    An additional call is generated without polydispersity in order to
485    initialize the calculation engine, and make the average more stable.
486    """
487    # initialize the code so time is more accurate
488    if Nevals > 1:
489        calculator(**suppress_pd(pars))
490    toc = tic()
491    # make sure there is at least one eval
492    value = calculator(**pars)
493    for _ in range(Nevals-1):
494        value = calculator(**pars)
495    average_time = toc()*1000./Nevals
496    #print("I(q)",value)
497    return value, average_time
498
499def make_data(opts):
500    # type: (Dict[str, Any]) -> Tuple[Data, np.ndarray]
501    """
502    Generate an empty dataset, used with the model to set Q points
503    and resolution.
504
505    *opts* contains the options, with 'qmax', 'nq', 'res',
506    'accuracy', 'is2d' and 'view' parsed from the command line.
507    """
508    qmax, nq, res = opts['qmax'], opts['nq'], opts['res']
509    if opts['is2d']:
510        q = np.linspace(-qmax, qmax, nq)  # type: np.ndarray
511        data = empty_data2D(q, resolution=res)
512        data.accuracy = opts['accuracy']
513        set_beam_stop(data, 0.0004)
514        index = ~data.mask
515    else:
516        if opts['view'] == 'log' and not opts['zero']:
517            qmax = math.log10(qmax)
518            q = np.logspace(qmax-3, qmax, nq)
519        else:
520            q = np.linspace(0.001*qmax, qmax, nq)
521        if opts['zero']:
522            q = np.hstack((0, q))
523        data = empty_data1D(q, resolution=res)
524        index = slice(None, None)
525    return data, index
526
527def make_engine(model_info, data, dtype, cutoff):
528    # type: (ModelInfo, Data, str, float) -> Calculator
529    """
530    Generate the appropriate calculation engine for the given datatype.
531
532    Datatypes with '!' appended are evaluated using external C DLLs rather
533    than OpenCL.
534    """
535    if dtype == 'sasview':
536        return eval_sasview(model_info, data)
537    elif dtype.endswith('!'):
538        return eval_ctypes(model_info, data, dtype=dtype[:-1], cutoff=cutoff)
539    else:
540        return eval_opencl(model_info, data, dtype=dtype, cutoff=cutoff)
541
542def _show_invalid(data, theory):
543    # type: (Data, np.ma.ndarray) -> None
544    """
545    Display a list of the non-finite values in theory.
546    """
547    if not theory.mask.any():
548        return
549
550    if hasattr(data, 'x'):
551        bad = zip(data.x[theory.mask], theory[theory.mask])
552        print("   *** ", ", ".join("I(%g)=%g"%(x, y) for x, y in bad))
553
554
555def compare(opts, limits=None):
556    # type: (Dict[str, Any], Optional[Tuple[float, float]]) -> Tuple[float, float]
557    """
558    Preform a comparison using options from the command line.
559
560    *limits* are the limits on the values to use, either to set the y-axis
561    for 1D or to set the colormap scale for 2D.  If None, then they are
562    inferred from the data and returned. When exploring using Bumps,
563    the limits are set when the model is initially called, and maintained
564    as the values are adjusted, making it easier to see the effects of the
565    parameters.
566    """
567    Nbase, Ncomp = opts['n1'], opts['n2']
568    pars = opts['pars']
569    data = opts['data']
570
571    # silence the linter
572    base = opts['engines'][0] if Nbase else None
573    comp = opts['engines'][1] if Ncomp else None
574    base_time = comp_time = None
575    base_value = comp_value = resid = relerr = None
576
577    # Base calculation
578    if Nbase > 0:
579        try:
580            base_raw, base_time = time_calculation(base, pars, Nbase)
581            base_value = np.ma.masked_invalid(base_raw)
582            print("%s t=%.2f ms, intensity=%.0f"
583                  % (base.engine, base_time, base_value.sum()))
584            _show_invalid(data, base_value)
585        except ImportError:
586            traceback.print_exc()
587            Nbase = 0
588
589    # Comparison calculation
590    if Ncomp > 0:
591        try:
592            comp_raw, comp_time = time_calculation(comp, pars, Ncomp)
593            comp_value = np.ma.masked_invalid(comp_raw)
594            print("%s t=%.2f ms, intensity=%.0f"
595                  % (comp.engine, comp_time, comp_value.sum()))
596            _show_invalid(data, comp_value)
597        except ImportError:
598            traceback.print_exc()
599            Ncomp = 0
600
601    # Compare, but only if computing both forms
602    if Nbase > 0 and Ncomp > 0:
603        resid = (base_value - comp_value)
604        relerr = resid/np.where(comp_value!=0., abs(comp_value), 1.0)
605        _print_stats("|%s-%s|"
606                     % (base.engine, comp.engine) + (" "*(3+len(comp.engine))),
607                     resid)
608        _print_stats("|(%s-%s)/%s|"
609                     % (base.engine, comp.engine, comp.engine),
610                     relerr)
611
612    # Plot if requested
613    if not opts['plot'] and not opts['explore']: return
614    view = opts['view']
615    import matplotlib.pyplot as plt
616    if limits is None:
617        vmin, vmax = np.Inf, -np.Inf
618        if Nbase > 0:
619            vmin = min(vmin, base_value.min())
620            vmax = max(vmax, base_value.max())
621        if Ncomp > 0:
622            vmin = min(vmin, comp_value.min())
623            vmax = max(vmax, comp_value.max())
624        limits = vmin, vmax
625
626    if Nbase > 0:
627        if Ncomp > 0: plt.subplot(131)
628        plot_theory(data, base_value, view=view, use_data=False, limits=limits)
629        plt.title("%s t=%.2f ms"%(base.engine, base_time))
630        #cbar_title = "log I"
631    if Ncomp > 0:
632        if Nbase > 0: plt.subplot(132)
633        plot_theory(data, comp_value, view=view, use_data=False, limits=limits)
634        plt.title("%s t=%.2f ms"%(comp.engine, comp_time))
635        #cbar_title = "log I"
636    if Ncomp > 0 and Nbase > 0:
637        plt.subplot(133)
638        if not opts['rel_err']:
639            err, errstr, errview = resid, "abs err", "linear"
640        else:
641            err, errstr, errview = abs(relerr), "rel err", "log"
642        #err,errstr = base/comp,"ratio"
643        plot_theory(data, None, resid=err, view=errview, use_data=False)
644        if view == 'linear':
645            plt.xscale('linear')
646        plt.title("max %s = %.3g"%(errstr, abs(err).max()))
647        #cbar_title = errstr if errview=="linear" else "log "+errstr
648    #if is2D:
649    #    h = plt.colorbar()
650    #    h.ax.set_title(cbar_title)
651
652    if Ncomp > 0 and Nbase > 0 and '-hist' in opts:
653        plt.figure()
654        v = relerr
655        v[v == 0] = 0.5*np.min(np.abs(v[v != 0]))
656        plt.hist(np.log10(np.abs(v)), normed=1, bins=50)
657        plt.xlabel('log10(err), err = |(%s - %s) / %s|'
658                   % (base.engine, comp.engine, comp.engine))
659        plt.ylabel('P(err)')
660        plt.title('Distribution of relative error between calculation engines')
661
662    if not opts['explore']:
663        plt.show()
664
665    return limits
666
667def _print_stats(label, err):
668    # type: (str, np.ma.ndarray) -> None
669    # work with trimmed data, not the full set
670    sorted_err = np.sort(abs(err.compressed()))
671    p50 = int((len(sorted_err)-1)*0.50)
672    p98 = int((len(sorted_err)-1)*0.98)
673    data = [
674        "max:%.3e"%sorted_err[-1],
675        "median:%.3e"%sorted_err[p50],
676        "98%%:%.3e"%sorted_err[p98],
677        "rms:%.3e"%np.sqrt(np.mean(sorted_err**2)),
678        "zero-offset:%+.3e"%np.mean(sorted_err),
679        ]
680    print(label+"  "+"  ".join(data))
681
682
683
684# ===========================================================================
685#
686NAME_OPTIONS = set([
687    'plot', 'noplot',
688    'half', 'fast', 'single', 'double',
689    'single!', 'double!', 'quad!', 'sasview',
690    'lowq', 'midq', 'highq', 'exq', 'zero',
691    '2d', '1d',
692    'preset', 'random',
693    'poly', 'mono',
694    'nopars', 'pars',
695    'rel', 'abs',
696    'linear', 'log', 'q4',
697    'hist', 'nohist',
698    'edit',
699    'demo', 'default',
700    ])
701VALUE_OPTIONS = [
702    # Note: random is both a name option and a value option
703    'cutoff', 'random', 'nq', 'res', 'accuracy',
704    ]
705
706def columnize(L, indent="", width=79):
707    # type: (List[str], str, int) -> str
708    """
709    Format a list of strings into columns.
710
711    Returns a string with carriage returns ready for printing.
712    """
713    column_width = max(len(w) for w in L) + 1
714    num_columns = (width - len(indent)) // column_width
715    num_rows = len(L) // num_columns
716    L = L + [""] * (num_rows*num_columns - len(L))
717    columns = [L[k*num_rows:(k+1)*num_rows] for k in range(num_columns)]
718    lines = [" ".join("%-*s"%(column_width, entry) for entry in row)
719             for row in zip(*columns)]
720    output = indent + ("\n"+indent).join(lines)
721    return output
722
723
724def get_pars(model_info, use_demo=False):
725    # type: (ModelInfo, bool) -> ParameterSet
726    """
727    Extract demo parameters from the model definition.
728    """
729    # Get the default values for the parameters
730    pars = {}
731    for p in model_info.parameters.call_parameters:
732        parts = [('', p.default)]
733        if p.polydisperse:
734            parts.append(('_pd', 0.0))
735            parts.append(('_pd_n', 0))
736            parts.append(('_pd_nsigma', 3.0))
737            parts.append(('_pd_type', "gaussian"))
738        for ext, val in parts:
739            if p.length > 1:
740                dict(("%s%d%s"%(p.id,k,ext), val) for k in range(p.length))
741            else:
742                pars[p.id+ext] = val
743
744    # Plug in values given in demo
745    if use_demo:
746        pars.update(model_info.demo)
747    return pars
748
749
750def parse_opts():
751    # type: () -> Dict[str, Any]
752    """
753    Parse command line options.
754    """
755    MODELS = core.list_models()
756    flags = [arg for arg in sys.argv[1:]
757             if arg.startswith('-')]
758    values = [arg for arg in sys.argv[1:]
759              if not arg.startswith('-') and '=' in arg]
760    args = [arg for arg in sys.argv[1:]
761            if not arg.startswith('-') and '=' not in arg]
762    models = "\n    ".join("%-15s"%v for v in MODELS)
763    if len(args) == 0:
764        print(USAGE)
765        print("\nAvailable models:")
766        print(columnize(MODELS, indent="  "))
767        sys.exit(1)
768    if len(args) > 3:
769        print("expected parameters: model N1 N2")
770
771    name = args[0]
772    try:
773        model_info = core.load_model_info(name)
774    except ImportError as exc:
775        print(str(exc))
776        print("Could not find model; use one of:\n    " + models)
777        sys.exit(1)
778
779    invalid = [o[1:] for o in flags
780               if o[1:] not in NAME_OPTIONS
781               and not any(o.startswith('-%s='%t) for t in VALUE_OPTIONS)]
782    if invalid:
783        print("Invalid options: %s"%(", ".join(invalid)))
784        sys.exit(1)
785
786
787    # pylint: disable=bad-whitespace
788    # Interpret the flags
789    opts = {
790        'plot'      : True,
791        'view'      : 'log',
792        'is2d'      : False,
793        'qmax'      : 0.05,
794        'nq'        : 128,
795        'res'       : 0.0,
796        'accuracy'  : 'Low',
797        'cutoff'    : 0.0,
798        'seed'      : -1,  # default to preset
799        'mono'      : False,
800        'show_pars' : False,
801        'show_hist' : False,
802        'rel_err'   : True,
803        'explore'   : False,
804        'use_demo'  : True,
805        'zero'      : False,
806    }
807    engines = []
808    for arg in flags:
809        if arg == '-noplot':    opts['plot'] = False
810        elif arg == '-plot':    opts['plot'] = True
811        elif arg == '-linear':  opts['view'] = 'linear'
812        elif arg == '-log':     opts['view'] = 'log'
813        elif arg == '-q4':      opts['view'] = 'q4'
814        elif arg == '-1d':      opts['is2d'] = False
815        elif arg == '-2d':      opts['is2d'] = True
816        elif arg == '-exq':     opts['qmax'] = 10.0
817        elif arg == '-highq':   opts['qmax'] = 1.0
818        elif arg == '-midq':    opts['qmax'] = 0.2
819        elif arg == '-lowq':    opts['qmax'] = 0.05
820        elif arg == '-zero':    opts['zero'] = True
821        elif arg.startswith('-nq='):       opts['nq'] = int(arg[4:])
822        elif arg.startswith('-res='):      opts['res'] = float(arg[5:])
823        elif arg.startswith('-accuracy='): opts['accuracy'] = arg[10:]
824        elif arg.startswith('-cutoff='):   opts['cutoff'] = float(arg[8:])
825        elif arg.startswith('-random='):   opts['seed'] = int(arg[8:])
826        elif arg == '-random':  opts['seed'] = np.random.randint(1000000)
827        elif arg == '-preset':  opts['seed'] = -1
828        elif arg == '-mono':    opts['mono'] = True
829        elif arg == '-poly':    opts['mono'] = False
830        elif arg == '-pars':    opts['show_pars'] = True
831        elif arg == '-nopars':  opts['show_pars'] = False
832        elif arg == '-hist':    opts['show_hist'] = True
833        elif arg == '-nohist':  opts['show_hist'] = False
834        elif arg == '-rel':     opts['rel_err'] = True
835        elif arg == '-abs':     opts['rel_err'] = False
836        elif arg == '-half':    engines.append(arg[1:])
837        elif arg == '-fast':    engines.append(arg[1:])
838        elif arg == '-single':  engines.append(arg[1:])
839        elif arg == '-double':  engines.append(arg[1:])
840        elif arg == '-single!': engines.append(arg[1:])
841        elif arg == '-double!': engines.append(arg[1:])
842        elif arg == '-quad!':   engines.append(arg[1:])
843        elif arg == '-sasview': engines.append(arg[1:])
844        elif arg == '-edit':    opts['explore'] = True
845        elif arg == '-demo':    opts['use_demo'] = True
846        elif arg == '-default':    opts['use_demo'] = False
847    # pylint: enable=bad-whitespace
848
849    if len(engines) == 0:
850        engines.extend(['single', 'double'])
851    elif len(engines) == 1:
852        if engines[0][0] == 'double':
853            engines.append('single')
854        else:
855            engines.append('double')
856    elif len(engines) > 2:
857        del engines[2:]
858
859    n1 = int(args[1]) if len(args) > 1 else 1
860    n2 = int(args[2]) if len(args) > 2 else 1
861    use_sasview = any(engine=='sasview' and count>0
862                      for engine, count in zip(engines, [n1, n2]))
863
864    # Get demo parameters from model definition, or use default parameters
865    # if model does not define demo parameters
866    pars = get_pars(model_info, opts['use_demo'])
867
868
869    # Fill in parameters given on the command line
870    presets = {}
871    for arg in values:
872        k, v = arg.split('=', 1)
873        if k not in pars:
874            # extract base name without polydispersity info
875            s = set(p.split('_pd')[0] for p in pars)
876            print("%r invalid; parameters are: %s"%(k, ", ".join(sorted(s))))
877            sys.exit(1)
878        presets[k] = float(v) if not k.endswith('type') else v
879
880    # randomize parameters
881    #pars.update(set_pars)  # set value before random to control range
882    if opts['seed'] > -1:
883        pars = randomize_pars(model_info, pars, seed=opts['seed'])
884        print("Randomize using -random=%i"%opts['seed'])
885    if opts['mono']:
886        pars = suppress_pd(pars)
887    pars.update(presets)  # set value after random to control value
888    #import pprint; pprint.pprint(model_info)
889    constrain_pars(model_info, pars)
890    if use_sasview:
891        constrain_new_to_old(model_info, pars)
892    if opts['show_pars']:
893        print(str(parlist(model_info, pars, opts['is2d'])))
894
895    # Create the computational engines
896    data, _ = make_data(opts)
897    if n1:
898        base = make_engine(model_info, data, engines[0], opts['cutoff'])
899    else:
900        base = None
901    if n2:
902        comp = make_engine(model_info, data, engines[1], opts['cutoff'])
903    else:
904        comp = None
905
906    # pylint: disable=bad-whitespace
907    # Remember it all
908    opts.update({
909        'name'      : name,
910        'def'       : model_info,
911        'n1'        : n1,
912        'n2'        : n2,
913        'presets'   : presets,
914        'pars'      : pars,
915        'data'      : data,
916        'engines'   : [base, comp],
917    })
918    # pylint: enable=bad-whitespace
919
920    return opts
921
922def explore(opts):
923    # type: (Dict[str, Any]) -> None
924    """
925    Explore the model using the Bumps GUI.
926    """
927    import wx  # type: ignore
928    from bumps.names import FitProblem  # type: ignore
929    from bumps.gui.app_frame import AppFrame  # type: ignore
930
931    problem = FitProblem(Explore(opts))
932    is_mac = "cocoa" in wx.version()
933    app = wx.App()
934    frame = AppFrame(parent=None, title="explore")
935    if not is_mac: frame.Show()
936    frame.panel.set_model(model=problem)
937    frame.panel.Layout()
938    frame.panel.aui.Split(0, wx.TOP)
939    if is_mac: frame.Show()
940    app.MainLoop()
941
942class Explore(object):
943    """
944    Bumps wrapper for a SAS model comparison.
945
946    The resulting object can be used as a Bumps fit problem so that
947    parameters can be adjusted in the GUI, with plots updated on the fly.
948    """
949    def __init__(self, opts):
950        # type: (Dict[str, Any]) -> None
951        from bumps.cli import config_matplotlib  # type: ignore
952        from . import bumps_model
953        config_matplotlib()
954        self.opts = opts
955        model_info = opts['def']
956        pars, pd_types = bumps_model.create_parameters(model_info, **opts['pars'])
957        # Initialize parameter ranges, fixing the 2D parameters for 1D data.
958        if not opts['is2d']:
959            for p in model_info.parameters.user_parameters(is2d=False):
960                for ext in ['', '_pd', '_pd_n', '_pd_nsigma']:
961                    k = p.name+ext
962                    v = pars.get(k, None)
963                    if v is not None:
964                        v.range(*parameter_range(k, v.value))
965        else:
966            for k, v in pars.items():
967                v.range(*parameter_range(k, v.value))
968
969        self.pars = pars
970        self.pd_types = pd_types
971        self.limits = None
972
973    def numpoints(self):
974        # type: () -> int
975        """
976        Return the number of points.
977        """
978        return len(self.pars) + 1  # so dof is 1
979
980    def parameters(self):
981        # type: () -> Any   # Dict/List hierarchy of parameters
982        """
983        Return a dictionary of parameters.
984        """
985        return self.pars
986
987    def nllf(self):
988        # type: () -> float
989        """
990        Return cost.
991        """
992        # pylint: disable=no-self-use
993        return 0.  # No nllf
994
995    def plot(self, view='log'):
996        # type: (str) -> None
997        """
998        Plot the data and residuals.
999        """
1000        pars = dict((k, v.value) for k, v in self.pars.items())
1001        pars.update(self.pd_types)
1002        self.opts['pars'] = pars
1003        limits = compare(self.opts, limits=self.limits)
1004        if self.limits is None:
1005            vmin, vmax = limits
1006            self.limits = vmax*1e-7, 1.3*vmax
1007
1008
1009def main():
1010    # type: () -> None
1011    """
1012    Main program.
1013    """
1014    opts = parse_opts()
1015    if opts['explore']:
1016        explore(opts)
1017    else:
1018        compare(opts)
1019
1020if __name__ == "__main__":
1021    main()
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.