source: sasview/pr_inversion/c_extensions/Cinvertor.c @ 889d5ab4

ESS_GUIESS_GUI_DocsESS_GUI_batch_fittingESS_GUI_bumps_abstractionESS_GUI_iss1116ESS_GUI_iss879ESS_GUI_iss959ESS_GUI_openclESS_GUI_orderingESS_GUI_sync_sascalccostrafo411magnetic_scattrelease-4.1.1release-4.1.2release-4.2.2release_4.0.1ticket-1009ticket-1094-headlessticket-1242-2d-resolutionticket-1243ticket-1249ticket885unittest-saveload
Last change on this file since 889d5ab4 was f168d02, checked in by Mathieu Doucet <doucetm@…>, 16 years ago

Added slit smearing (still slow)

  • Property mode set to 100644
File size: 31.8 KB
Line 
1/**
2 * C implementation of the P(r) inversion
3 * Cinvertor is the base class for the Invertor class
4 * and provides the underlying computations.
5 *
6 */
7#include <Python.h>
8#include "structmember.h"
9#include <stdio.h>
10#include <stdlib.h>
11#include <math.h>
12#include <time.h>
13
14#include "invertor.h"
15
16
17/// Error object for raised exceptions
18static PyObject * CinvertorError = NULL;
19
20#define INVECTOR(obj,buf,len)                                                                           \
21    do { \
22        int err = PyObject_AsReadBuffer(obj, (const void **)(&buf), &len); \
23        if (err < 0) return NULL; \
24        len /= sizeof(*buf); \
25    } while (0)
26
27#define OUTVECTOR(obj,buf,len) \
28    do { \
29        int err = PyObject_AsWriteBuffer(obj, (void **)(&buf), &len); \
30        if (err < 0) return NULL; \
31        len /= sizeof(*buf); \
32    } while (0)
33
34
35// Class definition
36/**
37 * C implementation of the P(r) inversion
38 * Cinvertor is the base class for the Invertor class
39 * and provides the underlying computations.
40 *
41 */
42typedef struct {
43    PyObject_HEAD
44    /// Internal data structure
45    Invertor_params params;
46} Cinvertor;
47
48
49static void
50Cinvertor_dealloc(Cinvertor* self)
51{
52    invertor_dealloc(&(self->params));
53
54    self->ob_type->tp_free((PyObject*)self);
55
56}
57
58static PyObject *
59Cinvertor_new(PyTypeObject *type, PyObject *args, PyObject *kwds)
60{
61    Cinvertor *self;
62
63    self = (Cinvertor *)type->tp_alloc(type, 0);
64
65    return (PyObject *)self;
66}
67
68static int
69Cinvertor_init(Cinvertor *self, PyObject *args, PyObject *kwds)
70{
71    if (self != NULL) {
72        // Create parameters
73        invertor_init(&(self->params));
74    }
75    return 0;
76}
77
78static PyMemberDef Cinvertor_members[] = {
79    //{"params", T_OBJECT, offsetof(Cinvertor, params), 0,
80    // "Parameters"},
81    {NULL}  /* Sentinel */
82};
83
84const char set_x_doc[] =
85        "Function to set the x data\n"
86        "Takes an array of doubles as input.\n"
87        " @return: number of entries found";
88
89/**
90 * Function to set the x data
91 * Takes an array of doubles as input
92 * Returns the number of entries found
93 */
94static PyObject * set_x(Cinvertor *self, PyObject *args) {
95        PyObject *data_obj;
96        Py_ssize_t ndata;
97        double *data;
98        int i;
99
100        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
101        OUTVECTOR(data_obj,data,ndata);
102
103        free(self->params.x);
104        self->params.x = (double*) malloc(ndata*sizeof(double));
105
106        if(self->params.x==NULL) {
107            PyErr_SetString(CinvertorError,
108                "Cinvertor.set_x: problem allocating memory.");
109                return NULL;
110        }
111
112        for (i=0; i<ndata; i++) {
113                self->params.x[i] = data[i];
114        }
115
116        //self->params.x = data;
117        self->params.npoints = ndata;
118        return Py_BuildValue("i", self->params.npoints);
119}
120
121const char get_x_doc[] =
122        "Function to get the x data\n"
123        "Takes an array of doubles as input.\n"
124        " @return: number of entries found";
125
126static PyObject * get_x(Cinvertor *self, PyObject *args) {
127        PyObject *data_obj;
128        Py_ssize_t ndata;
129        double *data;
130    int i;
131
132        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
133        OUTVECTOR(data_obj, data, ndata);
134
135        // Check that the input array is large enough
136        if (ndata < self->params.npoints) {
137            PyErr_SetString(CinvertorError,
138                "Cinvertor.get_x: input array too short for data.");
139                return NULL;
140        }
141
142        for(i=0; i<self->params.npoints; i++){
143                data[i] = self->params.x[i];
144        }
145
146        return Py_BuildValue("i", self->params.npoints);
147}
148
149const char set_y_doc[] =
150        "Function to set the y data\n"
151        "Takes an array of doubles as input.\n"
152        " @return: number of entries found";
153
154/**
155 * Function to set the y data
156 * Takes an array of doubles as input
157 * Returns the number of entries found
158 */
159static PyObject * set_y(Cinvertor *self, PyObject *args) {
160        PyObject *data_obj;
161        Py_ssize_t ndata;
162        double *data;
163        int i;
164
165        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
166        OUTVECTOR(data_obj,data,ndata);
167
168        free(self->params.y);
169        self->params.y = (double*) malloc(ndata*sizeof(double));
170
171        if(self->params.y==NULL) {
172            PyErr_SetString(CinvertorError,
173                "Cinvertor.set_y: problem allocating memory.");
174                return NULL;
175        }
176
177        for (i=0; i<ndata; i++) {
178                self->params.y[i] = data[i];
179        }
180
181        //self->params.y = data;
182        self->params.ny = ndata;
183        return Py_BuildValue("i", self->params.ny);
184}
185
186const char get_y_doc[] =
187        "Function to get the y data\n"
188        "Takes an array of doubles as input.\n"
189        " @return: number of entries found";
190
191static PyObject * get_y(Cinvertor *self, PyObject *args) {
192        PyObject *data_obj;
193        Py_ssize_t ndata;
194        double *data;
195    int i;
196
197        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
198        OUTVECTOR(data_obj, data, ndata);
199
200        // Check that the input array is large enough
201        if (ndata < self->params.ny) {
202            PyErr_SetString(CinvertorError,
203                "Cinvertor.get_y: input array too short for data.");
204                return NULL;
205        }
206
207        for(i=0; i<self->params.ny; i++){
208                data[i] = self->params.y[i];
209        }
210
211        return Py_BuildValue("i", self->params.npoints);
212}
213
214const char set_err_doc[] =
215        "Function to set the err data\n"
216        "Takes an array of doubles as input.\n"
217        " @return: number of entries found";
218
219/**
220 * Function to set the x data
221 * Takes an array of doubles as input
222 * Returns the number of entries found
223 */
224static PyObject * set_err(Cinvertor *self, PyObject *args) {
225        PyObject *data_obj;
226        Py_ssize_t ndata;
227        double *data;
228        int i;
229
230        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
231        OUTVECTOR(data_obj,data,ndata);
232
233        free(self->params.err);
234        self->params.err = (double*) malloc(ndata*sizeof(double));
235
236        if(self->params.err==NULL) {
237            PyErr_SetString(CinvertorError,
238                "Cinvertor.set_err: problem allocating memory.");
239                return NULL;
240        }
241
242        for (i=0; i<ndata; i++) {
243                self->params.err[i] = data[i];
244        }
245
246        //self->params.err = data;
247        self->params.nerr = ndata;
248        return Py_BuildValue("i", self->params.nerr);
249}
250
251const char get_err_doc[] =
252        "Function to get the err data\n"
253        "Takes an array of doubles as input.\n"
254        " @return: number of entries found";
255
256static PyObject * get_err(Cinvertor *self, PyObject *args) {
257        PyObject *data_obj;
258        Py_ssize_t ndata;
259        double *data;
260    int i;
261
262        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
263        OUTVECTOR(data_obj, data, ndata);
264
265        // Check that the input array is large enough
266        if (ndata < self->params.nerr) {
267            PyErr_SetString(CinvertorError,
268                "Cinvertor.get_err: input array too short for data.");
269                return NULL;
270        }
271
272        for(i=0; i<self->params.nerr; i++){
273                data[i] = self->params.err[i];
274        }
275
276        return Py_BuildValue("i", self->params.npoints);
277}
278
279const char is_valid_doc[] =
280        "Check the validity of the stored data\n"
281        " @return: Returns the number of points if it's all good, -1 otherwise";
282
283/**
284 * Check the validity of the stored data
285 * Returns the number of points if it's all good, -1 otherwise
286 */
287static PyObject * is_valid(Cinvertor *self, PyObject *args) {
288        if(self->params.npoints==self->params.ny &&
289                        self->params.npoints==self->params.nerr) {
290                return Py_BuildValue("i", self->params.npoints);
291        } else {
292                return Py_BuildValue("i", -1);
293        }
294}
295
296const char set_has_bck_doc[] =
297        "Sets background flag\n";
298
299/**
300 * Sets the maximum distance
301 */
302static PyObject * set_has_bck(Cinvertor *self, PyObject *args) {
303        int has_bck;
304
305        if (!PyArg_ParseTuple(args, "i", &has_bck)) return NULL;
306        self->params.has_bck = has_bck;
307        return Py_BuildValue("i", self->params.has_bck);
308}
309
310const char get_has_bck_doc[] =
311        "Gets background flag\n";
312
313/**
314 * Gets the maximum distance
315 */
316static PyObject * get_has_bck(Cinvertor *self, PyObject *args) {
317        return Py_BuildValue("i", self->params.has_bck);
318}
319
320const char set_dmax_doc[] =
321        "Sets the maximum distance\n";
322
323/**
324 * Sets the maximum distance
325 */
326static PyObject * set_dmax(Cinvertor *self, PyObject *args) {
327        double d_max;
328
329        if (!PyArg_ParseTuple(args, "d", &d_max)) return NULL;
330        self->params.d_max = d_max;
331        return Py_BuildValue("d", self->params.d_max);
332}
333
334const char get_dmax_doc[] =
335        "Gets the maximum distance\n";
336
337/**
338 * Gets the maximum distance
339 */
340static PyObject * get_dmax(Cinvertor *self, PyObject *args) {
341        return Py_BuildValue("d", self->params.d_max);
342}
343
344const char set_slit_height_doc[] =
345        "Sets the slit height in units of q [A-1]\n";
346
347/**
348 * Sets the slit height
349 */
350static PyObject * set_slit_height(Cinvertor *self, PyObject *args) {
351        double slit_height;
352
353        if (!PyArg_ParseTuple(args, "d", &slit_height)) return NULL;
354        self->params.slit_height = slit_height;
355        return Py_BuildValue("d", self->params.slit_height);
356}
357
358const char get_slit_height_doc[] =
359        "Gets the slit height\n";
360
361/**
362 * Gets the slit height
363 */
364static PyObject * get_slit_height(Cinvertor *self, PyObject *args) {
365        return Py_BuildValue("d", self->params.slit_height);
366}
367
368const char set_slit_width_doc[] =
369        "Sets the slit width in units of q [A-1]\n";
370
371/**
372 * Sets the slit width
373 */
374static PyObject * set_slit_width(Cinvertor *self, PyObject *args) {
375        double slit_width;
376
377        if (!PyArg_ParseTuple(args, "d", &slit_width)) return NULL;
378        self->params.slit_width = slit_width;
379        return Py_BuildValue("d", self->params.slit_width);
380}
381
382const char get_slit_width_doc[] =
383        "Gets the slit width\n";
384
385/**
386 * Gets the slit width
387 */
388static PyObject * get_slit_width(Cinvertor *self, PyObject *args) {
389        return Py_BuildValue("d", self->params.slit_width);
390}
391
392
393const char set_qmin_doc[] =
394        "Sets the minimum q\n";
395
396/**
397 * Sets the minimum q
398 */
399static PyObject * set_qmin(Cinvertor *self, PyObject *args) {
400        double q_min;
401
402        if (!PyArg_ParseTuple(args, "d", &q_min)) return NULL;
403        self->params.q_min = q_min;
404        return Py_BuildValue("d", self->params.q_min);
405}
406
407const char get_qmin_doc[] =
408        "Gets the minimum q\n";
409
410/**
411 * Gets the minimum q
412 */
413static PyObject * get_qmin(Cinvertor *self, PyObject *args) {
414        return Py_BuildValue("d", self->params.q_min);
415}
416
417const char set_qmax_doc[] =
418        "Sets the maximum q\n";
419
420/**
421 * Sets the maximum q
422 */
423static PyObject * set_qmax(Cinvertor *self, PyObject *args) {
424        double q_max;
425
426        if (!PyArg_ParseTuple(args, "d", &q_max)) return NULL;
427        self->params.q_max = q_max;
428        return Py_BuildValue("d", self->params.q_max);
429}
430
431const char get_qmax_doc[] =
432        "Gets the maximum q\n";
433
434/**
435 * Gets the maximum q
436 */
437static PyObject * get_qmax(Cinvertor *self, PyObject *args) {
438        return Py_BuildValue("d", self->params.q_max);
439}
440
441const char set_alpha_doc[] =
442        "Sets the alpha parameter\n";
443
444static PyObject * set_alpha(Cinvertor *self, PyObject *args) {
445        double alpha;
446
447        if (!PyArg_ParseTuple(args, "d", &alpha)) return NULL;
448        self->params.alpha = alpha;
449        return Py_BuildValue("d", self->params.alpha);
450}
451
452const char get_alpha_doc[] =
453        "Gets the alpha parameter\n";
454
455/**
456 * Gets the maximum distance
457 */
458static PyObject * get_alpha(Cinvertor *self, PyObject *args) {
459        return Py_BuildValue("d", self->params.alpha);
460}
461
462const char get_nx_doc[] =
463        "Gets the number of x points\n";
464
465/**
466 * Gets the number of x points
467 */
468static PyObject * get_nx(Cinvertor *self, PyObject *args) {
469        return Py_BuildValue("i", self->params.npoints);
470}
471
472const char get_ny_doc[] =
473        "Gets the number of y points\n";
474
475/**
476 * Gets the number of y points
477 */
478static PyObject * get_ny(Cinvertor *self, PyObject *args) {
479        return Py_BuildValue("i", self->params.ny);
480}
481
482const char get_nerr_doc[] =
483        "Gets the number of err points\n";
484
485/**
486 * Gets the number of error points
487 */
488static PyObject * get_nerr(Cinvertor *self, PyObject *args) {
489        return Py_BuildValue("i", self->params.nerr);
490}
491
492
493const char residuals_doc[] =
494        "Function to call to evaluate the residuals\n"
495        "for P(r) inversion\n"
496        " @param args: input parameters\n"
497        " @return: list of residuals";
498
499/**
500 * Function to call to evaluate the residuals
501 * @param args: input parameters
502 * @return: list of residuals
503 */
504static PyObject * residuals(Cinvertor *self, PyObject *args) {
505        double *pars;
506        PyObject* residuals;
507        PyObject* temp;
508        double *res;
509        int i;
510        double residual, diff;
511        // Regularization factor
512        double regterm = 0.0;
513        double tmp = 0.0;
514        // Number of slices in regularization term estimate
515        int nslice = 25;
516
517        PyObject *data_obj;
518        Py_ssize_t npars;
519
520        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
521
522        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
523
524    // PyList of residuals
525        // Should create this list only once and refill it
526    residuals = PyList_New(self->params.npoints);
527
528    regterm = reg_term(pars, self->params.d_max, npars, nslice);
529
530    for(i=0; i<self->params.npoints; i++) {
531        diff = self->params.y[i] - iq(pars, self->params.d_max, npars, self->params.x[i]);
532        residual = diff*diff / (self->params.err[i]*self->params.err[i]);
533        tmp = residual;
534
535        // regularization term
536        residual += self->params.alpha * regterm;
537
538        if (PyList_SetItem(residuals, i, Py_BuildValue("d",residual) ) < 0){
539            PyErr_SetString(CinvertorError,
540                "Cinvertor.residuals: error setting residual.");
541                return NULL;
542        };
543
544    }
545
546        return residuals;
547}
548
549const char pr_residuals_doc[] =
550        "Function to call to evaluate the residuals\n"
551        "for P(r) minimization (for testing purposes)\n"
552        " @param args: input parameters\n"
553        " @return: list of residuals";
554
555/**
556 * Function to call to evaluate the residuals
557 * for P(r) minimization (for testing purposes)
558 * @param args: input parameters
559 * @return: list of residuals
560 */
561static PyObject * pr_residuals(Cinvertor *self, PyObject *args) {
562        double *pars;
563        PyObject* residuals;
564        PyObject* temp;
565        double *res;
566        int i;
567        double residual, diff;
568        // Regularization factor
569        double regterm = 0.0;
570        double tmp = 0.0;
571        // Number of slices in regularization term estimate
572        int nslice = 25;
573
574        PyObject *data_obj;
575        Py_ssize_t npars;
576
577        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
578
579        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
580
581        // Should create this list only once and refill it
582    residuals = PyList_New(self->params.npoints);
583
584    regterm = reg_term(pars, self->params.d_max, npars, nslice);
585
586
587    for(i=0; i<self->params.npoints; i++) {
588        diff = self->params.y[i] - pr(pars, self->params.d_max, npars, self->params.x[i]);
589        residual = diff*diff / (self->params.err[i]*self->params.err[i]);
590        tmp = residual;
591
592        // regularization term
593        residual += self->params.alpha * regterm;
594
595        if (PyList_SetItem(residuals, i, Py_BuildValue("d",residual) ) < 0){
596            PyErr_SetString(CinvertorError,
597                "Cinvertor.residuals: error setting residual.");
598                return NULL;
599        };
600
601    }
602
603        return residuals;
604}
605
606const char get_iq_doc[] =
607        "Function to call to evaluate the scattering intensity\n"
608        " @param args: c-parameters, and q\n"
609        " @return: I(q)";
610
611/**
612 * Function to call to evaluate the scattering intensity
613 * @param args: c-parameters, and q
614 * @return: I(q)
615 */
616static PyObject * get_iq(Cinvertor *self, PyObject *args) {
617        double *pars;
618        double q, iq_value;
619        PyObject *data_obj;
620        Py_ssize_t npars;
621
622        if (!PyArg_ParseTuple(args, "Od", &data_obj, &q)) return NULL;
623        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
624
625        iq_value = iq(pars, self->params.d_max, npars, q);
626        return Py_BuildValue("f", iq_value);
627}
628
629const char get_iq_smeared_doc[] =
630        "Function to call to evaluate the scattering intensity.\n"
631        "The scattering intensity is slit-smeared."
632        " @param args: c-parameters, and q\n"
633        " @return: I(q)";
634
635/**
636 * Function to call to evaluate the scattering intensity
637 * The scattering intensity is slit-smeared.
638 * @param args: c-parameters, and q
639 * @return: I(q)
640 */
641static PyObject * get_iq_smeared(Cinvertor *self, PyObject *args) {
642        double *pars;
643        double q, iq_value;
644        PyObject *data_obj;
645        Py_ssize_t npars;
646
647        if (!PyArg_ParseTuple(args, "Od", &data_obj, &q)) return NULL;
648        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
649
650        iq_value = iq_smeared(pars, self->params.d_max, npars,
651                                                        self->params.slit_height, self->params.slit_width,
652                                                        q, 21);
653        return Py_BuildValue("f", iq_value);
654}
655
656const char get_pr_doc[] =
657        "Function to call to evaluate P(r)\n"
658        " @param args: c-parameters and r\n"
659        " @return: P(r)";
660
661/**
662 * Function to call to evaluate P(r)
663 * @param args: c-parameters and r
664 * @return: P(r)
665 */
666static PyObject * get_pr(Cinvertor *self, PyObject *args) {
667        double *pars;
668        double r, pr_value;
669        PyObject *data_obj;
670        Py_ssize_t npars;
671
672        if (!PyArg_ParseTuple(args, "Od", &data_obj, &r)) return NULL;
673        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
674
675        pr_value = pr(pars, self->params.d_max, npars, r);
676        return Py_BuildValue("f", pr_value);
677}
678
679const char get_pr_err_doc[] =
680        "Function to call to evaluate P(r) with errors\n"
681        " @param args: c-parameters and r\n"
682        " @return: (P(r),dP(r))";
683
684/**
685 * Function to call to evaluate P(r) with errors
686 * @param args: c-parameters and r
687 * @return: P(r)
688 */
689static PyObject * get_pr_err(Cinvertor *self, PyObject *args) {
690        double *pars;
691        double *pars_err;
692        double pr_err_value;
693        double r, pr_value;
694        PyObject *data_obj;
695        Py_ssize_t npars;
696        PyObject *err_obj;
697        Py_ssize_t npars2;
698        int i;
699
700        if (!PyArg_ParseTuple(args, "OOd", &data_obj, &err_obj, &r)) return NULL;
701        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
702        OUTVECTOR(err_obj,pars_err,npars2);
703
704        pr_err(pars, pars_err, self->params.d_max, npars, r, &pr_value, &pr_err_value);
705        return Py_BuildValue("ff", pr_value, pr_err_value);
706}
707
708const char basefunc_ft_doc[] =
709        "Returns the value of the nth Fourier transofrmed base function\n"
710        " @param args: c-parameters, n and q\n"
711        " @return: nth Fourier transformed base function, evaluated at q";
712
713static PyObject * basefunc_ft(Cinvertor *self, PyObject *args) {
714        double d_max, q;
715        int n;
716
717        if (!PyArg_ParseTuple(args, "did", &d_max, &n, &q)) return NULL;
718        return Py_BuildValue("f", ortho_transformed(d_max, n, q));
719
720}
721
722const char oscillations_doc[] =
723        "Returns the value of the oscillation figure of merit for\n"
724        "the given set of coefficients. For a sphere, the oscillation\n"
725        "figure of merit is 1.1.\n"
726        " @param args: c-parameters\n"
727        " @return: oscillation figure of merit";
728
729static PyObject * oscillations(Cinvertor *self, PyObject *args) {
730        double *pars;
731        PyObject *data_obj;
732        Py_ssize_t npars;
733        double oscill, norm;
734
735        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
736        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
737
738        oscill = reg_term(pars, self->params.d_max, npars, 100);
739        norm   = int_p2(pars, self->params.d_max, npars, 100);
740        return Py_BuildValue("f", sqrt(oscill/norm)/acos(-1.0)*self->params.d_max );
741
742}
743
744const char get_peaks_doc[] =
745        "Returns the number of peaks in the output P(r) distrubution\n"
746        "for the given set of coefficients.\n"
747        " @param args: c-parameters\n"
748        " @return: number of P(r) peaks";
749
750static PyObject * get_peaks(Cinvertor *self, PyObject *args) {
751        double *pars;
752        PyObject *data_obj;
753        Py_ssize_t npars;
754        int count;
755
756        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
757        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
758
759        count = npeaks(pars, self->params.d_max, npars, 100);
760
761        return Py_BuildValue("i", count );
762
763}
764
765const char get_positive_doc[] =
766        "Returns the fraction of P(r) that is positive over\n"
767        "the full range of r for the given set of coefficients.\n"
768        " @param args: c-parameters\n"
769        " @return: fraction of P(r) that is positive";
770
771static PyObject * get_positive(Cinvertor *self, PyObject *args) {
772        double *pars;
773        PyObject *data_obj;
774        Py_ssize_t npars;
775        double fraction;
776
777        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
778        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
779
780        fraction = positive_integral(pars, self->params.d_max, npars, 100);
781
782        return Py_BuildValue("f", fraction );
783
784}
785
786const char get_pos_err_doc[] =
787        "Returns the fraction of P(r) that is 1 standard deviation\n"
788        "above zero over the full range of r for the given set of coefficients.\n"
789        " @param args: c-parameters\n"
790        " @return: fraction of P(r) that is positive";
791
792static PyObject * get_pos_err(Cinvertor *self, PyObject *args) {
793        double *pars;
794        double *pars_err;
795        PyObject *data_obj;
796        PyObject *err_obj;
797        Py_ssize_t npars;
798        Py_ssize_t npars2;
799        double fraction;
800
801        if (!PyArg_ParseTuple(args, "OO", &data_obj, &err_obj)) return NULL;
802        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
803        OUTVECTOR(err_obj,pars_err,npars2);
804
805        fraction = positive_errors(pars, pars_err, self->params.d_max, npars, 51);
806
807        return Py_BuildValue("f", fraction );
808
809}
810
811const char get_rg_doc[] =
812        "Returns the value of the radius of gyration Rg.\n"
813        " @param args: c-parameters\n"
814        " @return: Rg";
815
816static PyObject * get_rg(Cinvertor *self, PyObject *args) {
817        double *pars;
818        double *pars_err;
819        PyObject *data_obj;
820        Py_ssize_t npars;
821        Py_ssize_t npars2;
822        double value;
823
824        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
825        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
826
827        value = rg(pars, self->params.d_max, npars, 101);
828
829        return Py_BuildValue("f", value );
830
831}
832
833const char get_iq0_doc[] =
834        "Returns the value of I(q=0).\n"
835        " @param args: c-parameters\n"
836        " @return: I(q=0)";
837
838static PyObject * get_iq0(Cinvertor *self, PyObject *args) {
839        double *pars;
840        double *pars_err;
841        PyObject *data_obj;
842        Py_ssize_t npars;
843        Py_ssize_t npars2;
844        double value;
845
846        if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &data_obj)) return NULL;
847        OUTVECTOR(data_obj,pars,npars);
848
849        value = 4.0*acos(-1.0)*int_pr(pars, self->params.d_max, npars, 101);
850
851        return Py_BuildValue("f", value );
852
853}
854
855/**
856 * Check whether a q-value is within acceptabel limits
857 * Return 1 if accepted, 0 if rejected.
858 */
859int accept_q(Cinvertor *self, double q) {
860    if (self->params.q_min>0 && q<self->params.q_min) return 0;
861    if (self->params.q_max>0 && q>self->params.q_max) return 0;
862    return 1;
863}
864
865const char get_matrix_doc[] =
866        "Returns A matrix and b vector for least square problem.\n"
867        " @param nfunc: number of base functions\n"
868        " @param nr: number of r-points used when evaluating reg term.\n"
869        " @param a: A array to fill\n"
870        " @param b: b vector to fill\n"
871        " @return: 0";
872
873static PyObject * get_matrix(Cinvertor *self, PyObject *args) {
874        double *a;
875        double *b;
876        PyObject *a_obj;
877        PyObject *b_obj;
878        Py_ssize_t n_a;
879        Py_ssize_t n_b;
880        // Number of bins for regularization term evaluation
881        int nr, nfunc;
882        int i, j, i_r;
883        double r, sqrt_alpha, pi;
884        double tmp;
885        int offset;
886
887        if (!PyArg_ParseTuple(args, "iiOO", &nfunc, &nr, &a_obj, &b_obj)) return NULL;
888        OUTVECTOR(a_obj,a,n_a);
889        OUTVECTOR(b_obj,b,n_b);
890
891        assert(n_b>=nfunc);
892        assert(n_a>=nfunc*(nr+self->params.npoints));
893
894        sqrt_alpha = sqrt(self->params.alpha);
895        pi = acos(-1.0);
896        offset = (self->params.has_bck==1) ? 0 : 1;
897
898    for (j=0; j<nfunc; j++) {
899        for (i=0; i<self->params.npoints; i++) {
900            if (accept_q(self, self->params.x[i])){
901                if (self->params.has_bck==1 && j==0) {
902                    a[i*nfunc+j] = 1.0/self->params.err[i];
903                } else {
904                        if (self->params.slit_width>0 || self->params.slit_height>0) {
905                                a[i*nfunc+j] = ortho_transformed_smeared(self->params.d_max,
906                                                j+offset, self->params.slit_height, self->params.slit_width,
907                                                self->params.x[i], 21)/self->params.err[i];
908                        } else {
909                                a[i*nfunc+j] = ortho_transformed(self->params.d_max, j+offset, self->params.x[i])/self->params.err[i];
910                        }
911                }
912            }
913        }
914        for (i_r=0; i_r<nr; i_r++){
915            if (self->params.has_bck==1 && j==0) {
916                a[(i_r+self->params.npoints)*nfunc+j] = 0.0;
917            } else {
918                    r = self->params.d_max/nr*i_r;
919                    tmp = pi*(j+offset)/self->params.d_max;
920                    a[(i_r+self->params.npoints)*nfunc+j] = sqrt_alpha * 1.0/nr*self->params.d_max*2.0*
921                    (2.0*pi*(j+offset)/self->params.d_max*cos(pi*(j+offset)*r/self->params.d_max) +
922                    tmp*tmp*r * sin(pi*(j+offset)*r/self->params.d_max));
923                }
924        }
925    }
926
927    for (i=0; i<self->params.npoints; i++) {
928        if (accept_q(self, self->params.x[i])){
929            b[i] = self->params.y[i]/self->params.err[i];
930         }
931        }
932
933        return Py_BuildValue("i", 0);
934
935}
936
937const char get_invcov_matrix_doc[] =
938        " Compute the inverse covariance matrix, defined as inv_cov = a_transposed x a.\n"
939        " @param nfunc: number of base functions\n"
940        " @param nr: number of r-points used when evaluating reg term.\n"
941        " @param a: A array to fill\n"
942        " @param inv_cov: inverse covariance array to be filled\n"
943        " @return: 0";
944
945static PyObject * get_invcov_matrix(Cinvertor *self, PyObject *args) {
946        double *a;
947        PyObject *a_obj;
948        Py_ssize_t n_a;
949        double *inv_cov;
950        PyObject *cov_obj;
951        Py_ssize_t n_cov;
952        int nr, nfunc;
953        int i, j, k;
954
955        if (!PyArg_ParseTuple(args, "iiOO", &nfunc, &nr, &a_obj, &cov_obj)) return NULL;
956        OUTVECTOR(a_obj,a,n_a);
957        OUTVECTOR(cov_obj,inv_cov,n_cov);
958
959        assert(n_cov>=nfunc*nfunc);
960        assert(n_a>=nfunc*(nr+self->params.npoints));
961
962        for (i=0; i<nfunc; i++) {
963                for (j=0; j<nfunc; j++) {
964                        inv_cov[i*nfunc+j] = 0.0;
965                        for (k=0; k<nr+self->params.npoints; k++) {
966                                inv_cov[i*nfunc+j] += a[k*nfunc+i]*a[k*nfunc+j];
967                        }
968                }
969        }
970        return Py_BuildValue("i", 0);
971}
972
973const char get_reg_size_doc[] =
974        " Compute the covariance matrix, defined as inv_cov = a_transposed x a.\n"
975        " @param nfunc: number of base functions\n"
976        " @param nr: number of r-points used when evaluating reg term.\n"
977        " @param a: A array to fill\n"
978        " @param inv_cov: inverse covariance array to be filled\n"
979        " @return: 0";
980
981static PyObject * get_reg_size(Cinvertor *self, PyObject *args) {
982        double *a;
983        PyObject *a_obj;
984        Py_ssize_t n_a;
985        int nr, nfunc;
986        int i, j;
987        double sum_sig, sum_reg;
988
989        if (!PyArg_ParseTuple(args, "iiO", &nfunc, &nr, &a_obj)) return NULL;
990        OUTVECTOR(a_obj,a,n_a);
991
992        assert(n_a>=nfunc*(nr+self->params.npoints));
993
994    sum_sig = 0.0;
995    sum_reg = 0.0;
996    for (j=0; j<nfunc; j++){
997        for (i=0; i<self->params.npoints; i++){
998            if (accept_q(self, self->params.x[i])==1)
999                sum_sig += (a[i*nfunc+j])*(a[i*nfunc+j]);
1000        }
1001        for (i=0; i<nr; i++){
1002            sum_reg += (a[(i+self->params.npoints)*nfunc+j])*(a[(i+self->params.npoints)*nfunc+j]);
1003        }
1004    }
1005    return Py_BuildValue("ff", sum_sig, sum_reg);
1006}
1007
1008const char eeeget_qmin_doc[] = "\
1009This is a multiline doc string.\n\
1010\n\
1011This is the second line.";
1012const char eeeset_qmin_doc[] =
1013        "This is a multiline doc string.\n"
1014        "\n"
1015        "This is the second line.";
1016
1017static PyMethodDef Cinvertor_methods[] = {
1018                   {"residuals", (PyCFunction)residuals, METH_VARARGS, residuals_doc},
1019                   {"pr_residuals", (PyCFunction)pr_residuals, METH_VARARGS, pr_residuals_doc},
1020                   {"set_x", (PyCFunction)set_x, METH_VARARGS, set_x_doc},
1021                   {"get_x", (PyCFunction)get_x, METH_VARARGS, get_x_doc},
1022                   {"set_y", (PyCFunction)set_y, METH_VARARGS, set_y_doc},
1023                   {"get_y", (PyCFunction)get_y, METH_VARARGS, get_y_doc},
1024                   {"set_err", (PyCFunction)set_err, METH_VARARGS, set_err_doc},
1025                   {"get_err", (PyCFunction)get_err, METH_VARARGS, get_err_doc},
1026                   {"set_dmax", (PyCFunction)set_dmax, METH_VARARGS, set_dmax_doc},
1027                   {"get_dmax", (PyCFunction)get_dmax, METH_VARARGS, get_dmax_doc},
1028                   {"set_qmin", (PyCFunction)set_qmin, METH_VARARGS, set_qmin_doc},
1029                   {"get_qmin", (PyCFunction)get_qmin, METH_VARARGS, get_qmin_doc},
1030                   {"set_qmax", (PyCFunction)set_qmax, METH_VARARGS, set_qmax_doc},
1031                   {"get_qmax", (PyCFunction)get_qmax, METH_VARARGS, get_qmax_doc},
1032                   {"set_alpha", (PyCFunction)set_alpha, METH_VARARGS, set_alpha_doc},
1033                   {"get_alpha", (PyCFunction)get_alpha, METH_VARARGS, get_alpha_doc},
1034                   {"set_slit_width", (PyCFunction)set_slit_width, METH_VARARGS, set_slit_width_doc},
1035                   {"get_slit_width", (PyCFunction)get_slit_width, METH_VARARGS, get_slit_width_doc},
1036                   {"set_slit_height", (PyCFunction)set_slit_height, METH_VARARGS, set_slit_height_doc},
1037                   {"get_slit_height", (PyCFunction)get_slit_height, METH_VARARGS, get_slit_height_doc},
1038                   {"set_has_bck", (PyCFunction)set_has_bck, METH_VARARGS, set_has_bck_doc},
1039                   {"get_has_bck", (PyCFunction)get_has_bck, METH_VARARGS, get_has_bck_doc},
1040                   {"get_nx", (PyCFunction)get_nx, METH_VARARGS, get_nx_doc},
1041                   {"get_ny", (PyCFunction)get_ny, METH_VARARGS, get_ny_doc},
1042                   {"get_nerr", (PyCFunction)get_nerr, METH_VARARGS, get_nerr_doc},
1043                   {"iq", (PyCFunction)get_iq, METH_VARARGS, get_iq_doc},
1044                   {"iq_smeared", (PyCFunction)get_iq_smeared, METH_VARARGS, get_iq_smeared_doc},
1045                   {"pr", (PyCFunction)get_pr, METH_VARARGS, get_pr_doc},
1046                   {"get_pr_err", (PyCFunction)get_pr_err, METH_VARARGS, get_pr_err_doc},
1047                   {"is_valid", (PyCFunction)is_valid, METH_VARARGS, is_valid_doc},
1048                   {"basefunc_ft", (PyCFunction)basefunc_ft, METH_VARARGS, basefunc_ft_doc},
1049                   {"oscillations", (PyCFunction)oscillations, METH_VARARGS, oscillations_doc},
1050                   {"get_peaks", (PyCFunction)get_peaks, METH_VARARGS, get_peaks_doc},
1051                   {"get_positive", (PyCFunction)get_positive, METH_VARARGS, get_positive_doc},
1052                   {"get_pos_err", (PyCFunction)get_pos_err, METH_VARARGS, get_pos_err_doc},
1053                   {"rg", (PyCFunction)get_rg, METH_VARARGS, get_rg_doc},
1054                   {"iq0", (PyCFunction)get_iq0, METH_VARARGS, get_iq0_doc},
1055                   {"_get_matrix", (PyCFunction)get_matrix, METH_VARARGS, get_matrix_doc},
1056                   {"_get_invcov_matrix", (PyCFunction)get_invcov_matrix, METH_VARARGS, get_invcov_matrix_doc},
1057                   {"_get_reg_size", (PyCFunction)get_reg_size, METH_VARARGS, get_reg_size_doc},
1058
1059   {NULL}
1060};
1061
1062static PyTypeObject CinvertorType = {
1063    PyObject_HEAD_INIT(NULL)
1064    0,                         /*ob_size*/
1065    "Cinvertor",             /*tp_name*/
1066    sizeof(Cinvertor),             /*tp_basicsize*/
1067    0,                         /*tp_itemsize*/
1068    (destructor)Cinvertor_dealloc, /*tp_dealloc*/
1069    0,                         /*tp_print*/
1070    0,                         /*tp_getattr*/
1071    0,                         /*tp_setattr*/
1072    0,                         /*tp_compare*/
1073    0,                         /*tp_repr*/
1074    0,                         /*tp_as_number*/
1075    0,                         /*tp_as_sequence*/
1076    0,                         /*tp_as_mapping*/
1077    0,                         /*tp_hash */
1078    0,                         /*tp_call*/
1079    0,                         /*tp_str*/
1080    0,                         /*tp_getattro*/
1081    0,                         /*tp_setattro*/
1082    0,                         /*tp_as_buffer*/
1083    Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_BASETYPE, /*tp_flags*/
1084    "Cinvertor objects",           /* tp_doc */
1085    0,                         /* tp_traverse */
1086    0,                         /* tp_clear */
1087    0,                         /* tp_richcompare */
1088    0,                         /* tp_weaklistoffset */
1089    0,                         /* tp_iter */
1090    0,                         /* tp_iternext */
1091    Cinvertor_methods,             /* tp_methods */
1092    Cinvertor_members,             /* tp_members */
1093    0,                         /* tp_getset */
1094    0,                         /* tp_base */
1095    0,                         /* tp_dict */
1096    0,                         /* tp_descr_get */
1097    0,                         /* tp_descr_set */
1098    0,                         /* tp_dictoffset */
1099    (initproc)Cinvertor_init,      /* tp_init */
1100    0,                         /* tp_alloc */
1101    Cinvertor_new,                 /* tp_new */
1102};
1103
1104
1105static PyMethodDef module_methods[] = {
1106    {NULL}
1107};
1108
1109/**
1110 * Function used to add the model class to a module
1111 * @param module: module to add the class to
1112 */
1113void addCinvertor(PyObject *module) {
1114        PyObject *d;
1115
1116    if (PyType_Ready(&CinvertorType) < 0)
1117        return;
1118
1119    Py_INCREF(&CinvertorType);
1120    PyModule_AddObject(module, "Cinvertor", (PyObject *)&CinvertorType);
1121
1122    d = PyModule_GetDict(module);
1123    CinvertorError = PyErr_NewException("Cinvertor.error", NULL, NULL);
1124    PyDict_SetItemString(d, "CinvertorError", CinvertorError);
1125}
1126
1127
1128#ifndef PyMODINIT_FUNC  /* declarations for DLL import/export */
1129#define PyMODINIT_FUNC void
1130#endif
1131PyMODINIT_FUNC
1132initpr_inversion(void)
1133{
1134    PyObject* m;
1135
1136    m = Py_InitModule3("pr_inversion", module_methods,
1137                       "C extension module for inversion to P(r).");
1138
1139    addCinvertor(m);
1140}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.