-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
dl4.3-source.cpp
239 lines (226 loc) · 8.6 KB
/
dl4.3-source.cpp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <fstream>
#include <string>
#include <cstdlib>
using namespace std;
void manual()
{
printf(" Construction of the input file: \n * File should not contain chars of the alphabet, ect. except integers (example: 4) and floating point numbers (example: 0.4). \n * File should contain three columns in the following order: X value, Y value, Uncertainty/Error Y. \n * In case of unknown uncertainties/errors in 3-rd column You should write 1.\n Usefull commands: \n * man(2) -- manual, \n * return(2) -- returns to the beginning of the program, \n * author(2) -- display information about author/authors and the used sources, \n * exit(2) -- close the program. \n Interpretation of a output: \n *A, B -- linear regression/fitted parameters with their uncertainty, \n *R^2 -- coefficient of determination, \n *Chi^2 -- chi-square, \n *n -- degree of freedom, \n *r -- correlation coefficient, \n *RSS -- residual sum of squares, \n *TSS -- total sum of squares. \n");
}
string funkcja_sprawdzajaca(string sprawdzacz)
{
string pr;
if(sprawdzacz == "exit(2)")
{
printf("\n Program dl4.3 was closed successfully. \n");
exit(0);
}
else if(sprawdzacz == "author(2)") {printf("Author: Łukasz Łysakowski. \n The following sources were used during creating the program: \n * Andrzej Zięba: ANALIZA DANYCH W NAUKACH ŚCISŁYCH I TECHNICE, PWN, Warszawa: 2014, page: 118-124 \n * www.wikipedia.org/wiki/Coefficient_of_determination \n");}
else if(sprawdzacz == "man(2)"){manual();}
else if(sprawdzacz == "return(2)") { return "L98L";}
else
{
pr = sprawdzacz;
}
return pr;
}
string funkcja_sprawdzajaca2(string a, string b)
{
string pr;
string wpisz;
bool znaczni = true;
while(znaczni){
cin >> wpisz;
if(wpisz == "exit(2)")
{
printf("\n Program dl4.3 was closed successfully. \n");
exit(0);
znaczni = false;
}
else if(wpisz == a || wpisz == b) {pr = wpisz; znaczni = false;}
else if(wpisz == "return(2)") { return "L98L";}
else if(wpisz == "author(2)") { printf("Author: Łukasz Łysakowski. \n The following sources were used during creating the program: \n * Andrzej Zięba: ANALIZA DANYCH W NAUKACH ŚCISŁYCH I TECHNICE, PWN, Warszawa: 2014, page: 118-124 \n * www.wikipedia.org/wiki/Coefficient_of_determination \n");}
else if(wpisz == "man(2)"){manual();}
else {znaczni = true;}
}
return pr;
}
struct lindop
{
double wspA, wspB, niepwspA, niepwspB, par_r, Chi2, rss, ss, dR, nsA, nsB;
};
typedef struct lindop Struct;
Struct dl4engin(vector<double> X, vector<double> Y, vector<double> U)
{
Struct l;
double A=0, B=0, C=0, D=0, E=0, F=0,Dprim=0, xsuma=0, ysuma=0, licznik=0;
for(int j=0; j<X.size(); j++)
{
xsuma=xsuma+X[j];
ysuma=ysuma+Y[j];
A=A+(1/(U[j]*U[j]));
D=D+(1/(U[j]*U[j]))*X[j];
E=E+(1/(U[j]*U[j]))*Y[j];
Dprim=Dprim+(1/(U[j]*U[j]))*X[j]*X[j];
}
double xw, yw, xw2, sredniax, sredniay;
double xsx=0, ysy=0, xsx2=0, ysy2=0, x=0, x2=0;
sredniax=xsuma/X.size();
sredniay=ysuma/Y.size();
xw=(1/A)*D;
yw=(1/A)*E;
for(int k=0; k<X.size(); k++)
{
xsx=xsx+(X[k]-sredniax);
ysy=ysy+(Y[k]-sredniay);
xsx2=xsx2+(X[k]-sredniax)*(X[k]-sredniax);
ysy2=ysy2+(Y[k]-sredniay)*(Y[k]-sredniay);
licznik=licznik+((X[k]-sredniax)*(Y[k]-sredniay));
B=B+((X[k]-xw)*(Y[k]-yw))/(U[k]*U[k]);
C=C+((X[k]-xw)*(X[k]-xw))/(U[k]*U[k]);
F=F+(X[k]*X[k])*A;
x2=x2+X[k]*X[k];
x=x+X[k];
}
xw2=(1/A)*F;
double ua, ua2, ub;
double a, b, r, R;
ua2=1/C;
ua=sqrt(ua2);
ub=sqrt(ua*ua*1/A*Dprim);
a=ua*ua*B;
b=yw-a*xw;
r=(licznik)/(sqrt(xsx2)*sqrt(ysy2));
double RSS=0, SS=0, chi2=0;
int ilosc;
ilosc = X.size();
for(int i=0;i<X.size();i++)
{
chi2=chi2+pow((Y[i]-a*X[i]-b)/U[i] , 2);
RSS=RSS+pow((Y[i]-(a*X[i]+b)),2);
SS=SS+pow((Y[i]-pow(ilosc,-1) * ysuma),2);
}
R=1-(RSS/SS);
double d, s, usA, usB;
d=ilosc*x2-(x*x);
s=sqrt(RSS/(ilosc-2));
usA=s*sqrt(ilosc/d);
usB=s*sqrt(x2/d);
l.wspA = a;
l.wspB = b;
l.niepwspA = ua;
l.niepwspB = ub;
l.par_r = r;
l.Chi2 = chi2;
l.rss = RSS;
l.ss = SS;
l.dR = R;
l.nsA = usA;
l.nsB = usB;
return l;
}
int main()
{
cout << "\n Program: dl4.3. Written by: Lukasz Lysakowski \n"<< endl;
cout << "---------------------------------------------------------------------"<<endl;
for(;;)
{
zlam1:
cout<< "Run program [1], exit [2]" <<endl;
string wybor;
wybor = funkcja_sprawdzajaca2("1", "2");
if(wybor == "L98L"){goto zlam1;}
if(wybor == "1")
{
vector<double> dx, dy, du;
double dana_du, dana_dx, dana_dy;
ifstream plik;
string nazwa, nazwa2;
bool sprawdz=true;
while(sprawdz)
{
cout << "Input file: ";
cin >> nazwa;
nazwa = funkcja_sprawdzajaca(nazwa);
if(nazwa == "L98L"){goto zlam1;}
plik.open(nazwa.c_str(),ios::in);
if(plik.fail())
{
cout << "File not found. Please give name of the input file again." << endl;
sprawdz=true;
}
else {sprawdz=false;}
}
cout << "Value x: "<< "Value y: "<<"Value u_y: "<<endl;
while(plik >> dana_dx >> dana_dy >> dana_du)
{
dx.push_back(dana_dx);
dy.push_back(dana_dy);
du.push_back(dana_du);
cout<< dana_dx <<" "<< dana_dy<<" " <<dana_du<<endl;
}
plik.close();
double a, b, ua, ub, r, chi2, RSS, SS, R, usa, usb;
Struct wynik;
wynik = dl4engin(dx, dy, du);
a= wynik.wspA;
b= wynik.wspB;
ua= wynik.niepwspA;
ub= wynik.niepwspB;
r= wynik.par_r;
chi2 = wynik.Chi2;
RSS = wynik.rss;
SS = wynik.ss;
R = wynik.dR;
usa = wynik.nsA;
usb = wynik.nsB;
cout << "---------------------------------------------------------------------"<<endl;
cout << "Results of linear regression (f(x)=Ax+B) to measurement points: " <<endl;
cout << "A= " << a<<" +- "<<ua<<endl;
cout << "B= " << b<<" +- "<<ub<<endl;
cout << "f(x)= ("<< a<<" +- "<<ua<< ") x + ("<< b<<" +- "<<ub<<")"<<endl;
cout << "R^2= " << R << endl;
cout << "Chi^2= " << chi2 << endl;
cout << "n= " << dx.size()-2 <<endl;
cout << "r= "<< r<<endl;
cout << "RSS= "<<RSS<<endl;
cout << "TSS= "<<SS<<endl;
cout << "In case of unknown (u_y=1) or scalable uncertainties:" << endl;
cout << "A= " << a<<" +- "<<usa<<endl;
cout << "B= " << b<<" +- "<<usb<<endl;
cout << "Save to file [4], or continue without saving [5]." << endl;
ofstream plikwyjsciowy;
string nazwapw;
wybor = funkcja_sprawdzajaca2("4", "5");
if(wybor == "L98L"){goto zlam1;}
if(wybor == "4")
{
cout << "Output file: ";
cin >> nazwapw;
nazwapw = funkcja_sprawdzajaca(nazwapw);
if(nazwapw == "L98L"){goto zlam1;}
plikwyjsciowy.open(nazwapw.c_str(),ios::out);
plikwyjsciowy <<"Results of linear regression (f(x)=Ax+B) to measurement points form the file: " << nazwa <<"." <<endl;
plikwyjsciowy <<"A= " << a<<" +- "<<ua<<endl;
plikwyjsciowy <<"B= " << b<<" +- "<<ub<<endl;
plikwyjsciowy <<"f(x)= ("<< a<<" +- "<<ua<< ") x + ("<< b<<" +- "<<ub<<")"<<endl;
plikwyjsciowy << "R^2= " << R << endl;
plikwyjsciowy << "Chi^2= " << chi2 << endl;
plikwyjsciowy << "n= " << dx.size()-2 <<endl;
plikwyjsciowy << "r= "<< r<<endl;
plikwyjsciowy << "RSS= "<<RSS<<endl;
plikwyjsciowy << "TSS= "<<SS<<endl;
plikwyjsciowy << "In case of unknown (u_y=1) or scalable uncertainties:" << endl;
plikwyjsciowy << "A= " << a<<" +- "<<usa<<endl;
plikwyjsciowy << "B= " << b<<" +- "<<usb<<endl;
plikwyjsciowy.close();
}
else if(wybor == "5"){continue;}
}
else if(wybor == "2"){printf("\n Program dl4.3 was closed successfully. \n"); exit(0);}
getchar();
}
return 0;
}