source: trunk/yat/classifier/KernelLookup.cc @ 1134

Last change on this file since 1134 was 1134, checked in by Peter, 14 years ago

using Index class instead of std::vector<size_t>

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date ID
File size: 10.1 KB
Line 
1// $Id$
2
3/*
4  Copyright (C) 2005, 2006, 2007 Jari Häkkinen, Peter Johansson
5
6  This file is part of the yat library, http://trac.thep.lu.se/yat
7
8  The yat library is free software; you can redistribute it and/or
9  modify it under the terms of the GNU General Public License as
10  published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
11  License, or (at your option) any later version.
12
13  The yat library is distributed in the hope that it will be useful,
14  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
16  General Public License for more details.
17
18  You should have received a copy of the GNU General Public License
19  along with this program; if not, write to the Free Software
20  Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
21  02111-1307, USA.
22*/
23
24#include "KernelLookup.h"
25#include "DataLookup2D.h"
26#include "MatrixLookup.h"
27#include "MatrixLookupWeighted.h"
28#include "yat/utility/Matrix.h"
29
30#include <cassert>
31#ifndef NDEBUG
32#include <algorithm>
33#endif
34
35namespace theplu {
36namespace yat {
37namespace classifier {
38
39  KernelLookup::KernelLookup(const Kernel& kernel, const bool own)
40    : kernel_(utility::SmartPtr<const Kernel>(&kernel, own))
41  {
42    column_index_ = utility::Index(kernel.size());
43    row_index_=column_index_;
44  }
45
46
47  KernelLookup::KernelLookup(const Kernel& kernel,
48                             const utility::Index& row, 
49                             const utility::Index& column,
50                             const bool owner)
51    : column_index_(column), 
52      kernel_(utility::SmartPtr<const Kernel>(&kernel, owner)),
53      row_index_(row)
54  {
55    // Checking that each row index is less than kernel.rows()
56    assert(validate(row_index_));
57    // Checking that each column index is less than kernel.column()
58    assert(validate(column_index_));
59  }
60
61
62  KernelLookup::KernelLookup(const KernelLookup& other, 
63                             const utility::Index& row, 
64                             const utility::Index& column)
65    : kernel_(other.kernel_)
66  {
67    row_index_ = utility::Index(other.row_index_, row);
68    column_index_ = utility::Index(other.column_index_, column);
69  }
70 
71
72  KernelLookup::KernelLookup(const KernelLookup& other)
73    : column_index_(other.column_index_), kernel_(other.kernel_), 
74      row_index_(other.row_index_)
75  {
76    // Checking that each row index is less than kernel.rows()
77    assert(validate(row_index_));
78    // Checking that each column index is less than kernel.column()
79    assert(validate(column_index_));
80  }
81 
82
83  KernelLookup::KernelLookup(const KernelLookup& other, 
84                             const utility::Index& index, 
85                             const bool row)
86    : kernel_(other.kernel_)
87  {
88    if (row){
89      row_index_ = utility::Index(other.row_index_, index);
90      column_index_= other.column_index_;
91    }
92    else{
93      column_index_ = utility::Index(other.column_index_, index);
94      row_index_= other.row_index_;
95    }
96    assert(kernel_->size());
97
98    // Checking that each row index is less than kernel.rows()
99    assert(validate(row_index_));
100    // Checking that each column index is less than kernel.column()
101    assert(validate(column_index_));
102  }
103 
104
105  KernelLookup::~KernelLookup(void)
106  {
107  }
108
109
110  KernelLookup::const_iterator KernelLookup::begin(void) const
111  {
112    return const_iterator(const_iterator::iterator_type(*this, 0, 0), 1);
113  }
114
115
116  KernelLookup::const_column_iterator
117  KernelLookup::begin_column(size_t i) const
118  {
119    return const_column_iterator(const_column_iterator::iterator_type(*this,
120                                                                      0,i), 
121                                 columns());
122  }
123
124
125  KernelLookup::const_row_iterator KernelLookup::begin_row(size_t i) const
126  {
127    return const_row_iterator(const_row_iterator::iterator_type(*this,i,0), 1);
128  }
129
130
131  size_t KernelLookup::columns(void) const
132  {
133    return column_index_.size();
134  }
135
136
137  const DataLookup2D* KernelLookup::data(void) const
138  {
139    return kernel_->data().training_data(column_index_);
140  }
141
142
143  double KernelLookup::element(const DataLookup1D& vec, size_t i) const
144  {
145    return kernel_->element(vec, row_index_[i]);
146  }
147
148
149  double KernelLookup::element(const DataLookupWeighted1D& vec, size_t i) const
150  {
151    return kernel_->element(vec, row_index_[i]);
152  }
153
154
155  KernelLookup::const_iterator KernelLookup::end(void) const
156  {
157    return const_iterator(const_iterator::iterator_type(*this, rows(), 0), 1);
158  }
159
160
161  KernelLookup::const_column_iterator KernelLookup::end_column(size_t i) const
162  {
163    return const_column_iterator(const_column_iterator::iterator_type(*this, 
164                                                                      rows(),i),
165                                 columns());
166  }
167
168
169  KernelLookup::const_row_iterator KernelLookup::end_row(size_t i) const
170  {
171    return const_row_iterator(const_row_iterator::iterator_type(*this,i+1,0),1);
172  }
173
174
175  size_t KernelLookup::rows(void) const
176  {
177    return row_index_.size();
178  }
179
180
181  const KernelLookup* 
182  KernelLookup::selected(const utility::Index& inputs) const
183  {
184    const Kernel* kernel;
185    if (kernel_->weighted()){
186      const MatrixLookupWeighted* ml = 
187        dynamic_cast<const MatrixLookupWeighted*>(data());
188      assert(ml);
189      const MatrixLookupWeighted* ms = 
190        new MatrixLookupWeighted(*ml,inputs,true);
191      kernel = kernel_->make_kernel(*ms, false);
192    }
193    else {
194      const MatrixLookup* m = 
195        dynamic_cast<const MatrixLookup*>(data());
196      assert(m);
197      // matrix with selected features
198      const MatrixLookup* ms = new MatrixLookup(*m,inputs,true);
199      kernel = kernel_->make_kernel(*ms,true);
200    }
201    return new KernelLookup(*kernel, true);
202  }
203
204
205  const KernelLookup* KernelLookup::test_kernel(const MatrixLookup& data) const
206  {
207
208    assert(data.rows()==kernel_->data().rows());
209    if (!weighted()){
210      utility::Matrix* data_all = 
211        new utility::Matrix(data.rows(), row_index_.size()+data.columns());
212
213      for (size_t i=0; i<data_all->rows(); ++i) {
214
215        // first some columns from data in kernel_
216        for (size_t j=0; j<row_index_.size(); ++j){
217          (*data_all)(i,j) = kernel_->data()(i,row_index_[j]); 
218        }
219       
220        // last columns are equal to new data
221        for (size_t j=0;j<data.columns(); ++j){
222          (*data_all)(i,j+row_index_.size()) = data(i,j);
223        }
224      }
225      std::vector<size_t> column_index;
226      column_index.reserve(data.columns());
227      for (size_t i=0;i<data.columns(); ++i)
228        column_index.push_back(i+row_index_.size());
229
230      std::vector<size_t> row_index;
231      row_index.reserve(row_index_.size());
232      for (size_t i=0;i<row_index_.size(); ++i)
233        row_index.push_back(i);
234
235      const MatrixLookup* tmp = new MatrixLookup(*data_all, true);
236
237      const Kernel* kernel = 
238        kernel_->make_kernel(*tmp, true);
239
240      return new KernelLookup(*kernel, utility::Index(row_index), 
241                              utility::Index(column_index), true);
242    }
243
244    // kernel_ holds MatrixLookupWeighted, hence new Kernel also
245    // should hold a MatrixLookupweighted.
246    utility::Matrix* data_all = 
247      new utility::Matrix(data.rows(), rows()+data.columns());
248    utility::Matrix* weight_all = 
249      new utility::Matrix(data.rows(), rows()+data.columns(), 1.0);
250    const MatrixLookupWeighted& kernel_data = 
251      dynamic_cast<const MatrixLookupWeighted&>(kernel_->data());
252
253    for (size_t i=0; i<data.rows(); ++i){
254
255      // first some columns from data in kernel_
256      for (size_t j=0; j<row_index_.size(); ++j){
257        (*data_all)(i,j) = kernel_data.data(i,row_index_[j]); 
258        (*weight_all)(i,j) = kernel_data.weight(i,row_index_[j]);
259      }
260
261      // last columns are equal to new data
262      for (size_t j=0;j<data.columns(); ++j){
263        (*data_all)(i,j+row_index_.size()) = data(i,j);
264      }
265    }
266    std::vector<size_t> column_index;
267    column_index.reserve(data.columns());
268    for (size_t i=0;i<data.columns(); ++i)
269      column_index.push_back(i+row_index_.size());
270
271    std::vector<size_t> row_index;
272    row_index.reserve(row_index_.size());
273    for (size_t i=0;i<row_index_.size(); ++i)
274      row_index.push_back(i);
275
276    MatrixLookupWeighted* tmp = new MatrixLookupWeighted(*data_all, 
277                                                         *weight_all, true);
278    const Kernel* kernel = kernel_->make_kernel(*tmp, true);
279    return new KernelLookup(*kernel, row_index_, 
280                            utility::Index(column_index), true);
281  }
282
283
284
285  const KernelLookup* 
286  KernelLookup::test_kernel(const MatrixLookupWeighted& data) const
287  {
288    utility::Matrix* data_all = 
289      new utility::Matrix(data.rows(), rows()+data.columns());
290    utility::Matrix* weight_all = 
291      new utility::Matrix(data.rows(), rows()+data.columns(), 1.0);
292
293    if (weighted()){
294      const MatrixLookupWeighted& kernel_data = 
295        dynamic_cast<const MatrixLookupWeighted&>(kernel_->data());
296   
297      for (size_t i=0; i<data.rows(); ++i){
298        // first columns are equal to data in kernel_
299        for (size_t j=0; j<row_index_.size(); ++j){
300          (*data_all)(i,j) = kernel_data.data(i,row_index_[j]);
301          (*weight_all)(i,j) = kernel_data.weight(i,row_index_[j]);
302        }
303      }
304    }
305    else {
306
307        dynamic_cast<const MatrixLookupWeighted&>(kernel_->data());
308   
309      for (size_t i=0; i<data.rows(); ++i){
310        // first columns are equal to data in kernel_
311        for (size_t j=0; j<row_index_.size(); ++j)
312          (*data_all)(i,j) = kernel_->data()(i,row_index_[j]);
313      }
314    }
315
316    // last columns are equal to new data
317    for (size_t i=0; i<data.rows(); ++i){
318      for (size_t j=0;j<data.columns(); ++j){
319        (*data_all)(i,j+row_index_.size()) = data.data(i,j);
320        (*weight_all)(i,j+row_index_.size()) = data.weight(i,j);
321      }
322    }
323   
324    std::vector<size_t> column_index;
325    column_index.reserve(data.columns());
326    for (size_t i=0;i<data.columns(); ++i)
327      column_index.push_back(i+row_index_.size());
328    const Kernel* kernel = 
329      kernel_->make_kernel(MatrixLookupWeighted(*data_all, *weight_all, true));
330    return new KernelLookup(*kernel, row_index_, 
331                            utility::Index(column_index), true);
332  }
333
334
335  const KernelLookup*
336  KernelLookup::training_data(const utility::Index& train) const
337  {
338    return new KernelLookup(*this,train,train);
339  }
340
341
342  bool KernelLookup::validate(const utility::Index& index) const
343  {
344    for (size_t i=0; i<index.size(); ++i)
345      if (index[i]>=kernel_->size())
346        return false;
347    return true;
348  }
349
350
351  const KernelLookup*
352  KernelLookup::validation_data(const utility::Index& train,
353                                const utility::Index& validation) const
354  {
355    return new KernelLookup(*this,train,validation);
356  }
357
358
359  bool KernelLookup::weighted(void) const
360  {
361    return kernel_->weighted();
362  }
363
364
365  double KernelLookup::operator()(size_t row, size_t column) const
366  {
367    return (*kernel_)(row_index_[row],column_index_[column]);
368  }
369
370}}} // of namespace classifier, yat, and theplu
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.