liuxiaolong
2021-07-20 58d904a328c0d849769b483e901a0be9426b8209
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
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
// Copyright 2015-2018 Hans Dembinski
//
// Distributed under the Boost Software License, Version 1.0.
// (See accompanying file LICENSE_1_0.txt
// or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
 
#ifndef BOOST_HISTOGRAM_AXIS_VARIABLE_HPP
#define BOOST_HISTOGRAM_AXIS_VARIABLE_HPP
 
#include <algorithm>
#include <boost/core/nvp.hpp>
#include <boost/histogram/axis/interval_view.hpp>
#include <boost/histogram/axis/iterator.hpp>
#include <boost/histogram/axis/metadata_base.hpp>
#include <boost/histogram/axis/option.hpp>
#include <boost/histogram/detail/convert_integer.hpp>
#include <boost/histogram/detail/detect.hpp>
#include <boost/histogram/detail/limits.hpp>
#include <boost/histogram/detail/relaxed_equal.hpp>
#include <boost/histogram/detail/replace_type.hpp>
#include <boost/histogram/fwd.hpp>
#include <boost/throw_exception.hpp>
#include <cassert>
#include <cmath>
#include <limits>
#include <memory>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <type_traits>
#include <utility>
#include <vector>
 
namespace boost {
namespace histogram {
namespace axis {
 
/**
  Axis for non-equidistant bins on the real line.
 
  Binning is a O(log(N)) operation. If speed matters and the problem domain
  allows it, prefer a regular axis, possibly with a transform.
 
  @tparam Value input value type, must be floating point.
  @tparam MetaData type to store meta data.
  @tparam Options see boost::histogram::axis::option (all values allowed).
  @tparam Allocator allocator to use for dynamic memory management.
 */
template <class Value, class MetaData, class Options, class Allocator>
class variable : public iterator_mixin<variable<Value, MetaData, Options, Allocator>>,
                 public metadata_base_t<MetaData> {
  // these must be private, so that they are not automatically inherited
  using value_type = Value;
  using metadata_base = metadata_base_t<MetaData>;
  using metadata_type = typename metadata_base::metadata_type;
  using options_type =
      detail::replace_default<Options, decltype(option::underflow | option::overflow)>;
  using allocator_type = Allocator;
  using vector_type = std::vector<Value, allocator_type>;
 
  static_assert(
      std::is_floating_point<value_type>::value,
      "current version of variable axis requires floating point type; "
      "if you need a variable axis with an integral type, please submit an issue");
 
  static_assert(
      (!options_type::test(option::circular) && !options_type::test(option::growth)) ||
          (options_type::test(option::circular) ^ options_type::test(option::growth)),
      "circular and growth options are mutually exclusive");
 
public:
  constexpr variable() = default;
  explicit variable(allocator_type alloc) : vec_(alloc) {}
 
  /** Construct from iterator range of bin edges.
   *
   * \param begin begin of edge sequence.
   * \param end   end of edge sequence.
   * \param meta  description of the axis.
   * \param alloc allocator instance to use.
   */
  template <class It, class = detail::requires_iterator<It>>
  variable(It begin, It end, metadata_type meta = {}, allocator_type alloc = {})
      : metadata_base(std::move(meta)), vec_(std::move(alloc)) {
    if (std::distance(begin, end) < 2)
      BOOST_THROW_EXCEPTION(std::invalid_argument("bins > 0 required"));
 
    vec_.reserve(std::distance(begin, end));
    vec_.emplace_back(*begin++);
    bool strictly_ascending = true;
    for (; begin != end; ++begin) {
      strictly_ascending &= vec_.back() < *begin;
      vec_.emplace_back(*begin);
    }
    if (!strictly_ascending)
      BOOST_THROW_EXCEPTION(
          std::invalid_argument("input sequence must be strictly ascending"));
  }
 
  /** Construct variable axis from iterable range of bin edges.
   *
   * \param iterable iterable range of bin edges.
   * \param meta     description of the axis.
   * \param alloc    allocator instance to use.
   */
  template <class U, class = detail::requires_iterable<U>>
  variable(const U& iterable, metadata_type meta = {}, allocator_type alloc = {})
      : variable(std::begin(iterable), std::end(iterable), std::move(meta),
                 std::move(alloc)) {}
 
  /** Construct variable axis from initializer list of bin edges.
   *
   * @param list  `std::initializer_list` of bin edges.
   * @param meta  description of the axis.
   * @param alloc allocator instance to use.
   */
  template <class U>
  variable(std::initializer_list<U> list, metadata_type meta = {},
           allocator_type alloc = {})
      : variable(list.begin(), list.end(), std::move(meta), std::move(alloc)) {}
 
  /// Constructor used by algorithm::reduce to shrink and rebin (not for users).
  variable(const variable& src, index_type begin, index_type end, unsigned merge)
      : metadata_base(src), vec_(src.get_allocator()) {
    assert((end - begin) % merge == 0);
    if (options_type::test(option::circular) && !(begin == 0 && end == src.size()))
      BOOST_THROW_EXCEPTION(std::invalid_argument("cannot shrink circular axis"));
    vec_.reserve((end - begin) / merge);
    const auto beg = src.vec_.begin();
    for (index_type i = begin; i <= end; i += merge) vec_.emplace_back(*(beg + i));
  }
 
  /// Return index for value argument.
  index_type index(value_type x) const noexcept {
    if (options_type::test(option::circular)) {
      const auto a = vec_[0];
      const auto b = vec_[size()];
      x -= std::floor((x - a) / (b - a)) * (b - a);
    }
    return static_cast<index_type>(std::upper_bound(vec_.begin(), vec_.end(), x) -
                                   vec_.begin() - 1);
  }
 
  std::pair<index_type, index_type> update(value_type x) noexcept {
    const auto i = index(x);
    if (std::isfinite(x)) {
      if (0 <= i) {
        if (i < size()) return std::make_pair(i, 0);
        const auto d = value(size()) - value(size() - 0.5);
        x = std::nextafter(x, (std::numeric_limits<value_type>::max)());
        x = (std::max)(x, vec_.back() + d);
        vec_.push_back(x);
        return {i, -1};
      }
      const auto d = value(0.5) - value(0);
      x = (std::min)(x, value(0) - d);
      vec_.insert(vec_.begin(), x);
      return {0, -i};
    }
    return {x < 0 ? -1 : size(), 0};
  }
 
  /// Return value for fractional index argument.
  value_type value(real_index_type i) const noexcept {
    if (options_type::test(option::circular)) {
      auto shift = std::floor(i / size());
      i -= shift * size();
      double z;
      const auto k = static_cast<index_type>(std::modf(i, &z));
      const auto a = vec_[0];
      const auto b = vec_[size()];
      return (1.0 - z) * vec_[k] + z * vec_[k + 1] + shift * (b - a);
    }
    if (i < 0) return detail::lowest<value_type>();
    if (i == size()) return vec_.back();
    if (i > size()) return detail::highest<value_type>();
    const auto k = static_cast<index_type>(i); // precond: i >= 0
    const real_index_type z = i - k;
    // check z == 0 needed to avoid returning nan when vec_[k + 1] is infinity
    return (1.0 - z) * vec_[k] + (z == 0 ? 0 : z * vec_[k + 1]);
  }
 
  /// Return bin for index argument.
  auto bin(index_type idx) const noexcept { return interval_view<variable>(*this, idx); }
 
  /// Returns the number of bins, without over- or underflow.
  index_type size() const noexcept { return static_cast<index_type>(vec_.size()) - 1; }
 
  /// Returns the options.
  static constexpr unsigned options() noexcept { return options_type::value; }
 
  template <class V, class M, class O, class A>
  bool operator==(const variable<V, M, O, A>& o) const noexcept {
    const auto& a = vec_;
    const auto& b = o.vec_;
    return std::equal(a.begin(), a.end(), b.begin(), b.end()) &&
           detail::relaxed_equal{}(this->metadata(), o.metadata());
  }
 
  template <class V, class M, class O, class A>
  bool operator!=(const variable<V, M, O, A>& o) const noexcept {
    return !operator==(o);
  }
 
  /// Return allocator instance.
  auto get_allocator() const { return vec_.get_allocator(); }
 
  template <class Archive>
  void serialize(Archive& ar, unsigned /* version */) {
    ar& make_nvp("seq", vec_);
    ar& make_nvp("meta", this->metadata());
  }
 
private:
  vector_type vec_;
 
  template <class V, class M, class O, class A>
  friend class variable;
};
 
#if __cpp_deduction_guides >= 201606
 
template <class T>
variable(std::initializer_list<T>)
    ->variable<detail::convert_integer<T, double>, null_type>;
 
template <class T, class M>
variable(std::initializer_list<T>, M)
    ->variable<detail::convert_integer<T, double>,
               detail::replace_type<std::decay_t<M>, const char*, std::string>>;
 
template <class Iterable, class = detail::requires_iterable<Iterable>>
variable(Iterable)
    ->variable<
        detail::convert_integer<
            std::decay_t<decltype(*std::begin(std::declval<Iterable&>()))>, double>,
        null_type>;
 
template <class Iterable, class M>
variable(Iterable, M)
    ->variable<
        detail::convert_integer<
            std::decay_t<decltype(*std::begin(std::declval<Iterable&>()))>, double>,
        detail::replace_type<std::decay_t<M>, const char*, std::string>>;
 
#endif
 
} // namespace axis
} // namespace histogram
} // namespace boost
 
#endif