gsl_fit: gsl_fit.h Source File

00001 /*====================================================================*/
00008 #include <stdio.h>
00009 #include <time.h>
00010 #include <gsl/gsl_blas.h>
00011 #include <gsl/gsl_deriv.h>
00012 #include <gsl/gsl_errno.h>
00013 #include <gsl/gsl_linalg.h>
00014 #include <gsl/gsl_math.h>
00015 #include <gsl/gsl_matrix.h>
00016 #include <gsl/gsl_multifit_nlin.h>
00017 #include <gsl/gsl_multimin.h>
00018 #include <gsl/gsl_randist.h>
00019 #include <gsl/gsl_rng.h>
00020 #include <gsl/gsl_siman.h>
00021 #include <gsl/gsl_vector.h>
00022 
00023 /*====================================================================
00024  *  These flags allow the user to choose the method
00025  *  of fitting.
00026  */
00027 enum _method {
00028   MULTIDIM_MINIMIZAION = 0,
00029   LEAST_SQUARES        = 1,
00030   SIMULATED_ANNEAL     = 2,
00031 };
00032 enum _algorithm {
00033   CONJUGATE_FR     = 0,
00034   CONJUGATE_PR     = 1,
00035   VECTOR_BFGS      = 2,
00036   STEEPEST_DESCENT = 3,
00037   LMSDR            = 4,
00038   LMDR             = 5,
00039 };
00040 enum _type {
00041   NOTHING = 0,
00042   SINGLE = 1,
00043   MULTIPLE = 2,
00044 };
00045 
00046 /*====================================================================*/
00052 struct _data {
00053   unsigned int  idx; 
00054   unsigned int  num; 
00055   double       *xpt; 
00056   double       *ypt; 
00057   double       *sig; 
00058 };
00059 
00060 /*====================================================================*/
00065 struct _meth {
00066   const gsl_multimin_fdfminimizer_type *mdmin_type; \
00068   const gsl_multifit_fdfsolver_type    *lstsq_type;
00070   int   (*solver_function_call)(void *);
00072 };
00073 
00074 /*====================================================================*/
00080 struct _func {
00081   unsigned int   idx; \
00083   unsigned int   num; \
00085   double       (*fun_s)(double, double *); \
00087   double       (*fun_m)(double, double *, unsigned int, unsigned int); \
00089 };
00090 
00091 /*====================================================================*/
00097 struct _para {
00098   unsigned int   idx;  
00099   unsigned int   num;  
00100   double        *par;  
00101   unsigned int  *fix;  
00102   double        *err;  
00103   double        *tmp;  
00104 };
00105 
00106 /*====================================================================*/
00126 typedef struct _fitf{
00127   struct _data *data; 
00128   struct _func *func; 
00129   unsigned int  numd; 
00130   unsigned int  numf; 
00131   struct _para  para; 
00132   struct _meth  meth; 
00133   double        chis; 
00134   unsigned int  indx; 
00135   unsigned int  maxi; 
00136   unsigned int  type; 
00137 } gsl_fit;
00138 
00143 /*====================================================================*/
00157 gsl_fit *gsl_fit_alloc(unsigned int method, \
00158                        unsigned int algotrithm, \
00159                        unsigned int max_iter, \
00160                        unsigned int type);
00161 /*====================================================================*/
00174 int gsl_fit_add_dataset(gsl_fit *gft, \
00175                         double *xpt, double *ypt, double *sig, \
00176                         unsigned int num);
00177 /*====================================================================*/
00189 int gsl_fit_add_model_single(gsl_fit *gft, \
00190                              double (*fun)(double, double *), \
00191                              double *par, unsigned int *fix, unsigned int num);
00192 /*====================================================================*/
00204 int gsl_fit_add_model_multiple(gsl_fit *gft, \
00205                               double (*fun)(double, double *, \
00206                                              unsigned int, unsigned int), \
00207                               double *par, unsigned int *fix, unsigned int num);
00208 /*====================================================================*/
00217 int gsl_fit_print(gsl_fit *gft, char *filename);
00218 /*====================================================================*/
00226 int gsl_fit_do(gsl_fit *gft);
00227 /*====================================================================*/
00239 int gsl_fit_get_result(gsl_fit *gft, \
00240                        unsigned int function, \
00241                        double *par, double *err, unsigned int num);
00242 /*====================================================================*/
00250 void gsl_fit_free(gsl_fit *gft);
00251 /*====================================================================*/
00252 /* LSTSQ */
00253 /*====================================================================*/
00254 /*============================================================================*/
00289 int lstsq_main(void *void_gsl_fit_struct);
00290 /*============================================================================*/
00302 int lstsq_fdf(const gsl_vector *parameters, \
00303               void *void_gsl_fit_struct, \
00304               gsl_vector *r, gsl_matrix *J);
00305 /*============================================================================*/
00320 int lstsq_f(const gsl_vector *parameters, \
00321             void *void_gsl_fit_struct, \
00322             gsl_vector *r);
00323 /*============================================================================*/
00346 int lstsq_df(const gsl_vector *parameters, \
00347              void *void_gsl_fit_struct, \
00348              gsl_matrix *J);
00349 /*============================================================================*/
00363 double lstsq_derivatives(double p, void *void_gsl_fit_struct);
00364 /*============================================================================*/
00376 int lstsq_status(gsl_fit *gft, \
00377                  int iteration, \
00378                  gsl_multifit_fdfsolver *s, \
00379                  gsl_matrix *c);
00380 /*====================================================================*/
00381 /* MDMIN*/
00382 /*====================================================================*/
00383 /*============================================================================*/
00409 int mdmin_main(void *void_gsl_fit_struct);
00410 /*============================================================================*/
00422 void mdmin_fdf(const gsl_vector *parameters, \
00423                void *void_gsl_fit_struct, \
00424                double *f, gsl_vector *df);
00425 /*============================================================================*/
00437 double mdmin_f(const gsl_vector *parameters, \
00438                void *void_gsl_fit_struct);
00439 /*============================================================================*/
00456 void mdmin_df(const gsl_vector *parameters, \
00457               void *void_gsl_fit_struct, \
00458               gsl_vector *df);
00459 /*============================================================================*/
00471 double mdmin_derivatives(double p, void *void_gsl_fit_struct);
00472 /*============================================================================*/
00481 double mdmin_chisq(gsl_fit *gft);
00482 /*============================================================================*/
00493 void mdmin_status(gsl_fit *gft, \
00494                   int iteration, \
00495                   gsl_multimin_fdfminimizer *s);
00496 /*====================================================================*/
00497 /* SIMAN */
00498 /*====================================================================*/
00499 /*============================================================================*/
00522 int siman_main(void *void_gsl_fit_struct);
00523 /*============================================================================*/
00532 double siman_energy(void *void_gsl_fit_struct);
00533 /*============================================================================*/
00544 void siman_step(const gsl_rng *rng, void *void_gsl_fit_struct, \
00545                 double step_size);
00546 /*============================================================================*/
00556 void siman_copy(void *source, void *dest);
00557 /*============================================================================*/
00566 void *siman_construct(void *void_gsl_fit_struct);
00567 /*============================================================================*/
00576 void siman_destroy(void *void_gsl_fit_struct);
00577 /*============================================================================*/
00586 double siman_metric(void *void_gsl_fit_struct1, void *void_gsl_fit_struct2);
00587 /*============================================================================*/
00603 void siman_print(void *void_gsl_fit_struct);