Cleaned up TProb<T> and some misc other stuff, improved State class, and
authorJoris Mooij <joris.mooij@tuebingen.mpg.de>
Thu, 29 Oct 2009 13:10:19 +0000 (14:10 +0100)
committerJoris Mooij <joris.mooij@tuebingen.mpg.de>
Thu, 29 Oct 2009 13:10:19 +0000 (14:10 +0100)
renamed PropertySet::allKeys() into PropertySet::keys()

12 files changed:
OBSOLETE
include/dai/cbp.h
include/dai/factor.h
include/dai/index.h
include/dai/prob.h
include/dai/properties.h
include/dai/util.h
scripts/regenerate-properties
src/bbp.cpp
src/cbp.cpp
src/gibbs.cpp
src/jtree.cpp

index 2f761ee..7ca1197 100644 (file)
--- a/OBSOLETE
+++ b/OBSOLETE
@@ -25,4 +25,3 @@ size_t Permute::convert_linear_index( size_t li ) const;
 TProb<T> TProb<T>::sgn() const;
 bool RegionGraph::Check_Counting_Numbers();
 void RegionGraph::Calc_Counting_Numbers();
-std::vector<PropertyKey> PropertySet::keys() const;
index d9032ef..9cc1562 100644 (file)
@@ -21,7 +21,6 @@
 #include <boost/shared_ptr.hpp>
 
 #include <dai/daialg.h>
-#include <dai/cbp.h>
 #include <dai/bbp.h>
 
 
index 70042ba..379538e 100644 (file)
@@ -75,15 +75,6 @@ template <typename T> class TFactor {
         TProb<T>    _p;
 
     public:
-        /// Constant iterator over the values
-        typedef typename TProb<T>::const_iterator const_iterator;
-        /// Iterator over the values
-        typedef typename TProb<T>::iterator iterator;
-        /// Constant reverse iterator over the values
-        typedef typename TProb<T>::const_reverse_iterator const_reverse_iterator;
-        /// Reverse iterator over the values
-        typedef typename TProb<T>::reverse_iterator reverse_iterator;
-
     /// \name Constructors and destructors
     //@{
         /// Constructs factor depending on no variables with value \a p
@@ -174,29 +165,6 @@ template <typename T> class TFactor {
         T strength( const Var &i, const Var &j ) const;
     //@}
 
-    /// @name Iterator interface
-    //@{
-        /// Returns iterator that points to the first value
-        iterator begin() { return _p.begin(); }
-        /// Returns constant iterator that points to the first value
-        const_iterator begin() const { return _p.begin(); }
-
-        /// Returns iterator that points beyond the last value
-        iterator end() { return _p.end(); }
-        /// Returns constant iterator that points beyond the last value
-        const_iterator end() const { return _p.end(); }
-
-        /// Returns reverse iterator that points to the last value
-        reverse_iterator rbegin() { return _p.rbegin(); }
-        /// Returns constant reverse iterator that points to the last value
-        const_reverse_iterator rbegin() const { return _p.rbegin(); }
-
-        /// Returns reverse iterator that points beyond the first value
-        reverse_iterator rend() { return _p.rend(); }
-        /// Returns constant reverse iterator that points beyond the first value
-        const_reverse_iterator rend() const { return _p.rend(); }
-    //@}
-
     /// \name Unary transformations
     //@{
         /// Returns pointwise absolute value
@@ -236,7 +204,7 @@ template <typename T> class TFactor {
         }
 
         /// Returns normalized copy of \c *this, using the specified norm
-        TFactor<T> normalized( typename Prob::NormType norm=Prob::NORMPROB ) const {
+        TFactor<T> normalized( typename TProb<T>::NormType norm=TProb<T>::NORMPROB ) const {
             TFactor<T> result;
             result._vs = _vs;
             result._p = _p.normalized( norm );
@@ -253,7 +221,7 @@ template <typename T> class TFactor {
         TFactor<T>& setUniform () { _p.setUniform(); return *this; }
 
         /// Normalizes factor using the specified norm
-        T normalize( typename Prob::NormType norm=Prob::NORMPROB ) { return _p.normalize( norm ); }
+        T normalize( typename TProb<T>::NormType norm=TProb<T>::NORMPROB ) { return _p.normalize( norm ); }
     //@}
 
     /// \name Operations with scalars
@@ -295,6 +263,7 @@ template <typename T> class TFactor {
         TFactor<T> operator+ (T x) const {
             TFactor<T> result(*this);
             result._p += x;
+            // FIXME First copying and then changing is inefficient
             return result;
         }
 
@@ -302,28 +271,31 @@ template <typename T> class TFactor {
         TFactor<T> operator- (T x) const {
             TFactor<T> result(*this);
             result._p -= x;
+            // FIXME First copying and then changing is inefficient
             return result;
         }
 
         /// Returns product of \c *this with scalar \a x
         TFactor<T> operator* (T x) const {
-            TFactor<T> result = *this;
-            result.p() *= x;
+            TFactor<T> result(*this);
+            result._p *= x;
+            // FIXME First copying and then changing is inefficient
             return result;
         }
 
         /// Returns quotient of \c *this with scalar \a x
         TFactor<T> operator/ (T x) const {
-            TFactor<T> result = *this;
-            result.p() /= x;
+            TFactor<T> result(*this);
+            result._p /= x;
+            // FIXME First copying and then changing is inefficient
             return result;
         }
 
         /// Returns \c *this raised to the power \a x
         TFactor<T> operator^ (T x) const {
-            TFactor<T> result;
-            result._vs = _vs;
-            result._p = _p^x;
+            TFactor<T> result(*this);
+            result._p ^= x;
+            // FIXME First copying and then changing is inefficient
             return result;
         }
     //@}
@@ -436,20 +408,7 @@ template <typename T> class TFactor {
          *  returned corresponds with the factor \f$g : \prod_{l \in L \setminus M} X_l \to [0,\infty)\f$
          *  defined by \f$g(\{x_l\}_{l\in L \setminus M}) = f(\{x_l\}_{l\in L \setminus M}, \{s(x_m)\}_{m\in M})\f$.
          */
-        TFactor<T> slice( const VarSet& vars, size_t varsState ) const {
-            DAI_ASSERT( vars << _vs );
-            VarSet varsrem = _vs / vars;
-            TFactor<T> result( varsrem, T(0) );
-
-            // OPTIMIZE ME
-            IndexFor i_vars (vars, _vs);
-            IndexFor i_varsrem (varsrem, _vs);
-            for( size_t i = 0; i < states(); i++, ++i_vars, ++i_varsrem )
-                if( (size_t)i_vars == varsState )
-                    result._p[i_varsrem] = _p[i];
-
-            return result;
-        }
+        TFactor<T> slice( const VarSet& vars, size_t varsState ) const; 
 
         /// Embeds this factor in a larger VarSet
         /** \pre vars() should be a subset of \a vars 
@@ -474,6 +433,22 @@ template <typename T> class TFactor {
 };
 
 
+template<typename T> TFactor<T> TFactor<T>::slice( const VarSet& vars, size_t varsState ) const {
+    DAI_ASSERT( vars << _vs );
+    VarSet varsrem = _vs / vars;
+    TFactor<T> result( varsrem, T(0) );
+
+    // OPTIMIZE ME
+    IndexFor i_vars (vars, _vs);
+    IndexFor i_varsrem (varsrem, _vs);
+    for( size_t i = 0; i < states(); i++, ++i_vars, ++i_varsrem )
+        if( (size_t)i_vars == varsState )
+            result._p[i_varsrem] = _p[i];
+
+    return result;
+}
+
+
 template<typename T> TFactor<T> TFactor<T>::marginal(const VarSet &vars, bool normed) const {
     VarSet res_vars = vars & _vs;
 
@@ -484,7 +459,7 @@ template<typename T> TFactor<T> TFactor<T>::marginal(const VarSet &vars, bool no
         res._p[i_res] += _p[i];
 
     if( normed )
-        res.normalize( Prob::NORMPROB );
+        res.normalize( TProb<T>::NORMPROB );
 
     return res;
 }
@@ -501,7 +476,7 @@ template<typename T> TFactor<T> TFactor<T>::maxMarginal(const VarSet &vars, bool
             res._p[i_res] = _p[i];
 
     if( normed )
-        res.normalize( Prob::NORMPROB );
+        res.normalize( TProb<T>::NORMPROB );
 
     return res;
 }
@@ -538,7 +513,10 @@ template<typename T> T TFactor<T>::strength( const Var &i, const Var &j ) const
 
 /// Apply binary operator pointwise on two factors
 /** \relates TFactor
- *  \tparam binaryOp Function object that accepts two arguments of type \a T and outputs a type \a T
+ *  \tparam binaryOp Type of function object that accepts two arguments of type \a T and outputs a type \a T
+ *  \param f Left operand
+ *  \param g Right operand
+ *  \param op Operation of type \a binaryOp
  */
 template<typename T, typename binaryOp> TFactor<T> pointwiseOp( const TFactor<T> &f, const TFactor<T> &g, binaryOp op ) {
     if( f.vars() == g.vars() ) { // optimizate special case
@@ -576,7 +554,7 @@ template<typename T> std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const TFactor<T
 /** \relates TFactor
  *  \pre f.vars() == g.vars()
  */
-template<typename T> T dist( const TFactor<T> &f, const TFactor<T> &g, Prob::DistType dt ) {
+template<typename T> T dist( const TFactor<T> &f, const TFactor<T> &g, typename TProb<T>::DistType dt ) {
     if( f.vars().empty() || g.vars().empty() )
         return -1;
     else {
@@ -615,7 +593,7 @@ template<typename T> T MutualInfo(const TFactor<T> &f) {
     VarSet::const_iterator it = f.vars().begin();
     Var i = *it; it++; Var j = *it;
     TFactor<T> projection = f.marginal(i) * f.marginal(j);
-    return dist( f.normalized(), projection, Prob::DISTKL );
+    return dist( f.normalized(), projection, TProb<T>::DISTKL );
 }
 
 
index 75ccd0f..b7fb835 100644 (file)
@@ -321,7 +321,11 @@ class multifor {
  *
  *  \note A State is very similar to a \link multifor \endlink, but tailored for Var 's and VarSet 's.
  *
- *  \see VarSet::calcState, VarSet::calcStates
+ *  \see VarSet::calcState(), VarSet::calcStates()
+ *
+ *  \todo Rename VarSet::calcState(), VarSet::calcStates() and make them non-member functions;
+ *        make the State class a more prominent part of libDAI (and document it clearly, explaining
+ *        the concept of state); add more optimized variants of the State class like IndexFor (e.g. for TFactor<>::slice()).
  */
 class State {
     private:
@@ -338,21 +342,57 @@ class State {
         /// Default constructor
         State() : state(0), states() {}
 
-        /// Initialize from VarSet, resetting the current state
-        State( const VarSet &vs ) : state(0) {
-            for( VarSet::const_iterator v = vs.begin(); v != vs.end(); v++ )
-                states[*v] = 0;
+        /// Construct from VarSet \a vs and corresponding linear state \a linearState
+        State( const VarSet &vs, size_t linearState=0 ) : state(linearState), states() {
+            if( linearState == 0 )
+                for( VarSet::const_iterator v = vs.begin(); v != vs.end(); v++ )
+                    states[*v] = 0;
+            else {
+                for( VarSet::const_iterator v = vs.begin(); v != vs.end(); v++ ) {
+                    states[*v] = linearState % v->states();
+                    linearState /= v->states();
+                }
+                DAI_ASSERT( linearState == 0 );
+            }
+        }
+
+        /// Construct from a std::map<Var, size_t>
+        State( const std::map<Var, size_t> &s ) : state(0), states() {
+            insert( s.begin(), s.end() );
         }
 
+        /// Constant iterator over the values
+        typedef states_type::const_iterator const_iterator;
+
+        /// Returns constant iterator that points to the first item
+        const_iterator begin() const { return states.begin(); }
+
+        /// Returns constant iterator that points beyond the last item
+        const_iterator end() const { return states.end(); }
+
         /// Return current linear state
         operator size_t() const {
             DAI_ASSERT( valid() );
             return( state );
         }
 
+        /// Inserts a range of variable-state pairs, changing the current state
+        template<typename InputIterator>
+        void insert( InputIterator b, InputIterator e ) {
+            states.insert( b, e );
+            VarSet vars;
+            for( const_iterator it = begin(); it != end(); it++ )
+                vars |= it->first;
+            state = 0;
+            state = this->operator()( vars );
+        }
+
         /// Return current state represented as a map
         const states_type& get() const { return states; }
 
+        /// Cast into std::map<Var, size_t>
+        operator const states_type& () const { return states; }
+
         /// Return current state of variable \a v, or 0 if \a v is not in \c *this
         size_t operator() ( const Var &v ) const {
             DAI_ASSERT( valid() );
index 0018bcf..9612d78 100644 (file)
@@ -11,7 +11,6 @@
 
 /// \file
 /// \brief Defines TProb<> and Prob classes which represent (probability) vectors
-/// \todo Rename to Vector<>
 
 
 #ifndef __defined_libdai_prob_h
 namespace dai {
 
 
+/// Function object that takes the absolute value
+template<typename T> struct fo_abs : public std::unary_function<T, T> {
+    /// Returns abs(\a x)
+    T operator()( const T &x ) const {
+        if( x < (T)0 )
+            return -x;
+        else
+            return x;
+    }
+};
+
+
+/// Function object that takes the exponent
+template<typename T> struct fo_exp : public std::unary_function<T, T> {
+    /// Returns exp(\a x)
+    T operator()( const T &x ) const {
+        return exp( x );
+    }
+};
+
+
+/// Function object that takes the logarithm
+template<typename T> struct fo_log : public std::unary_function<T, T> {
+    /// Returns log(\a x)
+    T operator()( const T &x ) const {
+        return log( x );
+    }
+};
+
+
+/// Function object that takes the logarithm, except that log(0) is defined to be 0
+template<typename T> struct fo_log0 : public std::unary_function<T, T> {
+    /// Returns (\a x == 0 ? 0 : log(\a x))
+    T operator()( const T &x ) const {
+        if( x )
+            return log( x );
+        else
+            return 0;
+    }
+};
+
+
+/// Function object that takes the inverse
+template<typename T> struct fo_inv : public std::unary_function<T, T> {
+    /// Returns 1 / \a x
+    T operator()( const T &x ) const {
+        return 1 / x;
+    }
+};
+
+
+/// Function object that takes the inverse, except that 1/0 is defined to be 0
+template<typename T> struct fo_inv0 : public std::unary_function<T, T> {
+    /// Returns (\a x == 0 ? 0 : (1 / \a x))
+    T operator()( const T &x ) const {
+        if( x )
+            return 1 / x;
+        else
+            return 0;
+    }
+};
+
+
+/// Function object similar to std::divides(), but different in that dividing by zero results in zero
+template<typename T> struct fo_divides0 : public std::binary_function<T, T, T> {
+    /// Returns (\a y == 0 ? 0 : (\a x / \a y))
+    T operator()( const T &x, const T &y ) const {
+        if( y == (T)0 )
+            return (T)0;
+        else
+            return x / y;
+    }
+};
+
+
+/// Function object useful for calculating the KL distance
+template<typename T> struct fo_KL : public std::binary_function<T, T, T> {
+    /// Returns (\a p == 0 ? 0 : (\a p * (log(\a p) - log(\a q))))
+    T operator()( const T &p, const T &q ) const {
+        if( p == (T)0 )
+            return (T)0;
+        else
+            return p * (log(p) - log(q));
+    }
+};
+
+
+/// Function object that returns x to the power y
+template<typename T> struct fo_pow : public std::binary_function<T, T, T> {
+    /// Returns (\a x ^ \a y)
+    T operator()( const T &x, const T &y ) const {
+        if( y != 1 )
+            return std::pow( x, y );
+        else
+            return x;
+    }
+};
+
+
+/// Function object that returns the maximum of two values
+template<typename T> struct fo_max : public std::binary_function<T, T, T> {
+    /// Returns (\a x > y ? x : y)
+    T operator()( const T &x, const T &y ) const {
+        return (x > y) ? x : y;
+    }
+};
+
+
+/// Function object that returns the minimum of two values
+template<typename T> struct fo_min : public std::binary_function<T, T, T> {
+    /// Returns (\a x > y ? y : x)
+    T operator()( const T &x, const T &y ) const {
+        return (x > y) ? y : x;
+    }
+};
+
+
+/// Function object that returns the sum of x and abs(y)
+template<typename T> struct fo_plusabs : public std::binary_function<T, T, T> {
+    /// Returns \a x + abs(\a y)
+    T operator()( const T &x, const T &y ) const {
+        return (y < 0) ? x - y : x + y;
+    }
+};
+
+
+/// Function object that returns the sum of x and abs(y)
+template<typename T> struct fo_maxabs : public std::binary_function<T, T, T> {
+    /// Returns max(\a x, abs(\a y))
+    T operator()( const T &x, const T &y ) const {
+        return (y < 0) ? (x > (-y) ? x : (-y)) : (x > y ? x : y);
+    }
+};
+
+
+/// Function object that returns the sum of x and y*log0(y)
+template<typename T> struct fo_plusplog0p : public std::binary_function<T, T, T> {
+    /// Returns \a x + \a p * log0(\a p)
+    T operator()( const T &x, const T &p ) const {
+        return x + p * dai::log0(p);
+    }
+};
+
+
+/// Function object that returns the absolute difference of x and y
+template<typename T> struct fo_absdiff : public std::binary_function<T, T, T> {
+    /// Returns abs( \a x - \a y )
+    T operator()( const T &x, const T &y ) const {
+        return dai::abs( x - y );
+    }
+};
+
+
 /// Represents a vector with entries of type \a T.
 /** It is simply a <tt>std::vector</tt><<em>T</em>> with an interface designed for dealing with probability mass functions.
  *
@@ -152,22 +304,17 @@ template <typename T> class TProb {
 
         /// Returns the Shannon entropy of \c *this, \f$-\sum_i p_i \log p_i\f$
         T entropy() const {
-            T S = 0;
-            for( size_t i = 0; i < size(); i++ )
-                S -= (_p[i] == 0 ? 0 : _p[i] * dai::log(_p[i]));
-            return S;
+            return -std::accumulate( _p.begin(), _p.end(), (T)0, fo_plusplog0p<T>() );
         }
 
         /// Returns maximum value of all entries
         T max() const {
-            T Z = *std::max_element( _p.begin(), _p.end() );
-            return Z;
+            return std::accumulate( _p.begin(), _p.end(), (T)(-INFINITY), fo_max<T>() );
         }
 
         /// Returns minimum value of all entries
         T min() const {
-            T Z = *std::min_element( _p.begin(), _p.end() );
-            return Z;
+            return std::accumulate( _p.begin(), _p.end(), (T)INFINITY, fo_min<T>() );
         }
 
         /// Returns a pair consisting of the index of the maximum value and the maximum value itself
@@ -185,27 +332,17 @@ template <typename T> class TProb {
 
         /// Returns sum of all entries
         T sum() const {
-            T Z = std::accumulate( _p.begin(),  _p.end(), (T)0 );
-            return Z;
+            return std::accumulate( _p.begin(), _p.end(), (T)0 );
         }
 
         /// Return sum of absolute value of all entries
         T sumAbs() const {
-            T s = 0;
-            for( size_t i = 0; i < size(); i++ )
-                s += dai::abs(_p[i]);
-            return s;
+            return std::accumulate( _p.begin(), _p.end(), (T)0, fo_plusabs<T>() );
         }
 
         /// Returns maximum absolute value of all entries
         T maxAbs() const {
-            T Z = 0;
-            for( size_t i = 0; i < size(); i++ ) {
-                T mag = dai::abs(_p[i]);
-                if( mag > Z )
-                    Z = mag;
-            }
-            return Z;
+            return std::accumulate( _p.begin(), _p.end(), (T)0, fo_maxabs<T>() );
         }
 
         /// Returns \c true if one or more entries are NaN
@@ -241,15 +378,20 @@ template <typename T> class TProb {
          */
         bool operator<= (const TProb<T> & q) const {
             DAI_DEBASSERT( size() == q.size() );
-            for( size_t i = 0; i < size(); i++ )
-                if( !(_p[i] <= q[i]) )
-                    return false;
-            return true;
+            return lexicographical_compare( begin(), end(), q.begin(), q.end() );
         }
     //@}
 
     /// \name Unary transformations
     //@{
+        /// Returns the result of applying operation \a op pointwise on \c *this
+        template<typename unaryOp> TProb<T> pwUnaryTr( unaryOp op ) const {
+            TProb<T> r;
+            r._p.reserve( size() );
+            std::transform( _p.begin(), _p.end(), back_inserter( r._p ), op );
+            return r;
+        }
+
         // OBSOLETE
         /// Returns pointwise signum
         /** \note Obsolete, to be removed soon
@@ -270,54 +412,57 @@ template <typename T> class TProb {
 
         /// Returns pointwise absolute value
         TProb<T> abs() const {
-            TProb<T> x;
-            x._p.reserve( size() );
-            for( size_t i = 0; i < size(); i++ )
-                x._p.push_back( abs(_p[i]) );
-            return x;
+            return pwUnaryTr( fo_abs<T>() );
         }
 
         /// Returns pointwise exponent
         TProb<T> exp() const {
-            TProb<T> e(*this);
-            e.takeExp();
-            return e;
+            return pwUnaryTr( fo_exp<T>() );
         }
 
         /// Returns pointwise logarithm
         /** If \a zero == \c true, uses <tt>log(0)==0</tt>; otherwise, <tt>log(0)==-Inf</tt>.
          */
         TProb<T> log(bool zero=false) const {
-            TProb<T> l(*this);
-            l.takeLog(zero);
-            return l;
+            if( zero )
+                return pwUnaryTr( fo_log0<T>() );
+            else
+                return pwUnaryTr( fo_log<T>() );
         }
 
         /// Returns pointwise inverse
         /** If \a zero == \c true, uses <tt>1/0==0</tt>; otherwise, <tt>1/0==Inf</tt>.
          */
         TProb<T> inverse(bool zero=true) const {
-            TProb<T> inv;
-            inv._p.reserve( size() );
             if( zero )
-                for( size_t i = 0; i < size(); i++ )
-                    inv._p.push_back( _p[i] == (T)0 ? (T)0 : (T)1 / _p[i] );
+                return pwUnaryTr( fo_inv0<T>() );
             else
-                for( size_t i = 0; i < size(); i++ )
-                    inv._p.push_back( (T)1 / _p[i] );
-            return inv;
+                return pwUnaryTr( fo_inv<T>() );
         }
 
         /// Returns normalized copy of \c *this, using the specified norm
         TProb<T> normalized( NormType norm = NORMPROB ) const {
-            TProb<T> result(*this);
-            result.normalize( norm );
-            return result;
+            T Z = 0;
+            if( norm == NORMPROB )
+                Z = sum();
+            else if( norm == NORMLINF )
+                Z = maxAbs();
+            if( Z == (T)0 ) {
+                DAI_THROW(NOT_NORMALIZABLE);
+                return *this;
+            } else
+                return pwUnaryTr( std::bind2nd( std::divides<T>(), Z ) );
         }
     //@}
 
     /// \name Unary operations
     //@{
+        /// Applies unary operation \a op pointwise
+        template<typename unaryOp> TProb<T>& pwUnaryOp( unaryOp op ) {
+            std::transform( _p.begin(), _p.end(), _p.begin(), op );
+            return *this;
+        }
+
         /// Draws all entries i.i.d. from a uniform distribution on [0,1)
         TProb<T>& randomize() {
             std::generate( _p.begin(), _p.end(), rnd_uniform );
@@ -330,34 +475,30 @@ template <typename T> class TProb {
             return *this;
         }
 
+        /// Applies absolute value pointwise
+        const TProb<T>& takeAbs() { return pwUnaryOp( fo_abs<T>() ); }
+
         /// Applies exponent pointwise
-        const TProb<T>& takeExp() {
-            for( size_t i = 0; i < size(); i++ )
-               _p[i] = dai::exp(_p[i]);
-            return *this;
-        }
+        const TProb<T>& takeExp() { return pwUnaryOp( fo_exp<T>() ); }
 
         /// Applies logarithm pointwise
         /** If \a zero == \c true, uses <tt>log(0)==0</tt>; otherwise, <tt>log(0)==-Inf</tt>.
          */
         const TProb<T>& takeLog(bool zero=false) {
             if( zero ) {
-                for( size_t i = 0; i < size(); i++ )
-                   _p[i] = ( (_p[i] == 0.0) ? 0.0 : dai::log(_p[i]) );
+                return pwUnaryOp( fo_log0<T>() );
             } else
-                for( size_t i = 0; i < size(); i++ )
-                   _p[i] = dai::log(_p[i]);
-            return *this;
+                return pwUnaryOp( fo_log<T>() );
         }
 
         /// Normalizes vector using the specified norm
         T normalize( NormType norm=NORMPROB ) {
-            T Z = 0.0;
+            T Z = 0;
             if( norm == NORMPROB )
                 Z = sum();
             else if( norm == NORMLINF )
                 Z = maxAbs();
-            if( Z == 0.0 )
+            if( Z == (T)0 )
                 DAI_THROW(NOT_NORMALIZABLE);
             else
                 *this /= Z;
@@ -397,183 +538,156 @@ template <typename T> class TProb {
 
         /// Adds scalar \a x to each entry
         TProb<T>& operator+= (T x) {
-            std::transform( _p.begin(), _p.end(), _p.begin(), std::bind2nd( std::plus<T>(), x ) );
-            return *this;
+            if( x != 0 )
+                return pwUnaryOp( std::bind2nd( std::plus<T>(), x ) );
+            else
+                return *this;
         }
 
         /// Subtracts scalar \a x from each entry
         TProb<T>& operator-= (T x) {
-            std::transform( _p.begin(), _p.end(), _p.begin(), std::bind2nd( std::minus<T>(), x ) );
-            return *this;
+            if( x != 0 )
+                return pwUnaryOp( std::bind2nd( std::minus<T>(), x ) );
+            else
+                return *this;
         }
 
         /// Multiplies each entry with scalar \a x
         TProb<T>& operator*= (T x) {
-            std::transform( _p.begin(), _p.end(), _p.begin(), std::bind2nd( std::multiplies<T>(), x) );
-            return *this;
+            if( x != 1 )
+                return pwUnaryOp( std::bind2nd( std::multiplies<T>(), x ) );
+            else
+                return *this;
         }
 
         /// Divides each entry by scalar \a x
         TProb<T>& operator/= (T x) {
             DAI_DEBASSERT( x != 0 );
-            std::transform( _p.begin(), _p.end(), _p.begin(), std::bind2nd( std::divides<T>(), x ) );
-            return *this;
+            if( x != 1 )
+                return pwUnaryOp( std::bind2nd( std::divides<T>(), x ) );
+            else
+                return *this;
         }
 
         /// Raises entries to the power \a x
         TProb<T>& operator^= (T x) {
             if( x != (T)1 )
-                std::transform( _p.begin(), _p.end(), _p.begin(), std::bind2nd( std::ptr_fun<T, T, T>(std::pow), x) );
-            return *this;
+                return pwUnaryOp( std::bind2nd( fo_pow<T>(), x) );
+            else
+                return *this;
         }
     //@}
 
     /// \name Transformations with scalars
     //@{
         /// Returns sum of \c *this and scalar \a x
-        TProb<T> operator+ (T x) const {
-            TProb<T> sum( *this );
-            sum += x;
-            return sum;
-        }
+        TProb<T> operator+ (T x) const { return pwUnaryTr( std::bind2nd( std::plus<T>(), x ) ); }
 
         /// Returns difference of \c *this and scalar \a x
-        TProb<T> operator- (T x) const {
-            TProb<T> diff( *this );
-            diff -= x;
-            return diff;
-        }
+        TProb<T> operator- (T x) const { return pwUnaryTr( std::bind2nd( std::minus<T>(), x ) ); }
 
         /// Returns product of \c *this with scalar \a x
-        TProb<T> operator* (T x) const {
-            TProb<T> prod( *this );
-            prod *= x;
-            return prod;
-        }
+        TProb<T> operator* (T x) const { return pwUnaryTr( std::bind2nd( std::multiplies<T>(), x ) ); }
 
-        /// Returns quotient of \c *this and scalar \a x
-        TProb<T> operator/ (T x) const {
-            TProb<T> quot( *this );
-            quot /= x;
-            return quot;
-        }
+        /// Returns quotient of \c *this and scalar \a x, where division by 0 yields 0
+        TProb<T> operator/ (T x) const { return pwUnaryTr( std::bind2nd( fo_divides0<T>(), x ) ); }
 
         /// Returns \c *this raised to the power \a x
-        TProb<T> operator^ (T x) const {
-            TProb<T> power(*this);
-            power ^= x;
-            return power;
-        }
+        TProb<T> operator^ (T x) const { return pwUnaryTr( std::bind2nd( fo_pow<T>(), x ) ); }
     //@}
 
     /// \name Operations with other equally-sized vectors
     //@{
-        /// Pointwise addition with \a q
-        /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
+        /// Applies binary operation pointwise
+        /** \tparam binaryOp Type of function object that accepts two arguments of type \a T and outputs a type \a T
+         *  \param q Right operand
+         *  \param op Operation of type \a binaryOp
          */
-        TProb<T>& operator+= (const TProb<T> & q) {
+        template<typename binaryOp> TProb<T>& pwBinaryOp( const TProb<T> &q, binaryOp op ) {
             DAI_DEBASSERT( size() == q.size() );
-            std::transform( _p.begin(), _p.end(), q._p.begin(), _p.begin(), std::plus<T>() );
+            std::transform( _p.begin(), _p.end(), q._p.begin(), _p.begin(), op );
             return *this;
         }
 
+        /// Pointwise addition with \a q
+        /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
+         */
+        TProb<T>& operator+= (const TProb<T> & q) { return pwBinaryOp( q, std::plus<T>() ); }
+
         /// Pointwise subtraction of \a q
         /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
          */
-        TProb<T>& operator-= (const TProb<T> & q) {
-            DAI_DEBASSERT( size() == q.size() );
-            std::transform( _p.begin(), _p.end(), q._p.begin(), _p.begin(), std::minus<T>() );
-            return *this;
-        }
+        TProb<T>& operator-= (const TProb<T> & q) { return pwBinaryOp( q, std::minus<T>() ); }
 
         /// Pointwise multiplication with \a q
         /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
          */
-        TProb<T>& operator*= (const TProb<T> & q) {
-            DAI_DEBASSERT( size() == q.size() );
-            std::transform( _p.begin(), _p.end(), q._p.begin(), _p.begin(), std::multiplies<T>() );
-            return *this;
-        }
+        TProb<T>& operator*= (const TProb<T> & q) { return pwBinaryOp( q, std::multiplies<T>() ); }
 
         /// Pointwise division by \a q, where division by 0 yields 0
         /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
          *  \see divide(const TProb<T> &)
          */
-        TProb<T>& operator/= (const TProb<T> & q) {
-            DAI_DEBASSERT( size() == q.size() );
-            for( size_t i = 0; i < size(); i++ ) {
-                if( q[i] == 0.0 )
-                    _p[i] = 0.0;
-                else
-                    _p[i] /= q[i];
-            }
-            return *this;
-        }
+        TProb<T>& operator/= (const TProb<T> & q) { return pwBinaryOp( q, fo_divides0<T>() ); }
 
         /// Pointwise division by \a q, where division by 0 yields +Inf
         /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
          *  \see operator/=(const TProb<T> &)
          */
-        TProb<T>& divide (const TProb<T> & q) {
-            DAI_DEBASSERT( size() == q.size() );
-            std::transform( _p.begin(), _p.end(), q._p.begin(), _p.begin(), std::divides<T>() );
-            return *this;
-        }
+        TProb<T>& divide (const TProb<T> & q) { return pwBinaryOp( q, std::divides<T>() ); }
+
+        /// Pointwise power
+        /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
+         */
+        TProb<T>& operator^= (const TProb<T> & q) { return pwBinaryOp( q, fo_pow<T>() ); }
     //@}
 
     /// \name Transformations with other equally-sized vectors
     //@{
-        /// Returns sum of \c *this and \a q
-        /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
+        /// Returns the result of applying binary operation \a op pointwise on \c *this and \a q
+        /** \tparam binaryOp Type of function object that accepts two arguments of type \a T and outputs a type \a T
+         *  \param q Right operand
+         *  \param op Operation of type \a binaryOp
          */
-        TProb<T> operator+ (const TProb<T> & q) const {
+        template<typename binaryOp> TProb<T> pwBinaryTr( const TProb<T> &q, binaryOp op ) const {
             DAI_DEBASSERT( size() == q.size() );
-            TProb<T> sum( *this );
-            sum += q;
-            return sum;
+            TProb<T> r;
+            r._p.reserve( size() );
+            std::transform( _p.begin(), _p.end(), q._p.begin(), back_inserter( r._p ), op );
+            return r;
         }
 
+        /// Returns sum of \c *this and \a q
+        /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
+         */
+        TProb<T> operator+ ( const TProb<T>& q ) const { return pwBinaryTr( q, std::plus<T>() ); }
+
         /// Return \c *this minus \a q
         /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
          */
-        TProb<T> operator- (const TProb<T> & q) const {
-            DAI_DEBASSERT( size() == q.size() );
-            TProb<T> diff( *this );
-            diff -= q;
-            return diff;
-        }
+        TProb<T> operator- ( const TProb<T>& q ) const { return pwBinaryTr( q, std::minus<T>() ); }
 
         /// Return product of \c *this with \a q
         /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
          */
-        TProb<T> operator* (const TProb<T> & q) const {
-            DAI_DEBASSERT( size() == q.size() );
-            TProb<T> prod( *this );
-            prod *= q;
-            return prod;
-        }
+        TProb<T> operator* ( const TProb<T> &q ) const { return pwBinaryTr( q, std::multiplies<T>() ); }
 
-        /// Returns quotient of \c *this with \a q, where division by 0 yields +Inf
+        /// Returns quotient of \c *this with \a q, where division by 0 yields 0
         /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
          *  \see divided_by(const TProb<T> &)
          */
-        TProb<T> operator/ (const TProb<T> & q) const {
-            DAI_DEBASSERT( size() == q.size() );
-            TProb<T> quot( *this );
-            quot /= q;
-            return quot;
-        }
+        TProb<T> operator/ ( const TProb<T> &q ) const { return pwBinaryTr( q, fo_divides0<T>() ); }
 
-        /// Pointwise division by \a q, where division by 0 yields 0
+        /// Pointwise division by \a q, where division by 0 yields +Inf
         /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
          *  \see operator/(const TProb<T> &)
          */
-        TProb<T> divided_by (const TProb<T> & q) const {
-            DAI_DEBASSERT( size() == q.size() );
-            TProb<T> quot( *this );
-            quot.divide(q);
-            return quot;
-        }
+        TProb<T> divided_by( const TProb<T> &q ) const { return pwBinaryTr( q, std::divides<T>() ); }
+
+        /// Returns \c *this to the power \a q
+        /** \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
+         */
+        TProb<T> operator^ ( const TProb<T> &q ) const { return pwBinaryTr( q, fo_pow<T>() ); }
     //@}
 };
 
@@ -584,34 +698,19 @@ template <typename T> class TProb {
  */
 template<typename T> T dist( const TProb<T> &p, const TProb<T> &q, typename TProb<T>::DistType dt ) {
     DAI_DEBASSERT( p.size() == q.size() );
-    T result = 0;
     switch( dt ) {
         case TProb<T>::DISTL1:
-            for( size_t i = 0; i < p.size(); i++ )
-                result += abs(p[i] - q[i]);
-            break;
-
+            return std::inner_product( p.begin(), p.end(), q.begin(), (T)0, std::plus<T>(), fo_absdiff<T>() );
         case TProb<T>::DISTLINF:
-            for( size_t i = 0; i < p.size(); i++ ) {
-                T z = abs(p[i] - q[i]);
-                if( z > result )
-                    result = z;
-            }
-            break;
-
+            return std::inner_product( p.begin(), p.end(), q.begin(), (T)0, fo_max<T>(), fo_absdiff<T>() );
         case TProb<T>::DISTTV:
-            for( size_t i = 0; i < p.size(); i++ )
-                result += abs(p[i] - q[i]);
-            result /= 2;
-            break;
-
+            return std::inner_product( p.begin(), p.end(), q.begin(), (T)0, std::plus<T>(), fo_absdiff<T>() ) / 2;
         case TProb<T>::DISTKL:
-            for( size_t i = 0; i < p.size(); i++ ) {
-                if( p[i] != 0.0 )
-                    result += p[i] * (dai::log(p[i]) - dai::log(q[i]));
-            }
+            return std::inner_product( p.begin(), p.end(), q.begin(), (T)0, std::plus<T>(), fo_KL<T>() );
+        default:
+            DAI_THROW(UNKNOWN_ENUM_VALUE);
+            return INFINITY;
     }
-    return result;
 }
 
 
@@ -631,14 +730,7 @@ template<typename T> std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const TProb<T>&
  *  \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
  */
 template<typename T> TProb<T> min( const TProb<T> &a, const TProb<T> &b ) {
-    DAI_ASSERT( a.size() == b.size() );
-    TProb<T> result( a.size() );
-    for( size_t i = 0; i < a.size(); i++ )
-        if( a[i] < b[i] )
-            result[i] = a[i];
-        else
-            result[i] = b[i];
-    return result;
+    return a.pwBinaryTr( b, fo_min<T>() );
 }
 
 
@@ -647,14 +739,7 @@ template<typename T> TProb<T> min( const TProb<T> &a, const TProb<T> &b ) {
  *  \pre <tt>this->size() == q.size()</tt>
  */
 template<typename T> TProb<T> max( const TProb<T> &a, const TProb<T> &b ) {
-    DAI_ASSERT( a.size() == b.size() );
-    TProb<T> result( a.size() );
-    for( size_t i = 0; i < a.size(); i++ )
-        if( a[i] > b[i] )
-            result[i] = a[i];
-        else
-            result[i] = b[i];
-    return result;
+    return a.pwBinaryTr( b, fo_max<T>() );
 }
 
 
index 2518c01..406477a 100644 (file)
@@ -157,7 +157,7 @@ PropertySet p()("method","BP")("verbose",1)("tol",1e-9)
         }
 
         /// Returns a set containing all keys
-        std::set<PropertyKey> allKeys() const {
+        std::set<PropertyKey> keys() const {
             std::set<PropertyKey> res;
             const_iterator i;
             for( i = begin(); i != end(); i++ )
@@ -165,17 +165,6 @@ PropertySet p()("method","BP")("verbose",1)("tol",1e-9)
             return res;
         }
 
-        // OBSOLETE
-        /// Returns a vector containing all keys
-        /** \note Obsolete, to be removed soon
-         */
-        std::vector<PropertyKey> keys() const {
-            std::vector<PropertyKey> result;
-            result.reserve( size() );
-            for( PropertySet::const_iterator i = begin(); i != end(); ++i )
-                result.push_back( i->first );
-            return result;
-        }
         /// Gets the value corresponding to \a key
         /** \throw OBJECT_NOT_FOUND if the key cannot be found in \c *this
          */
index 62db510..458084d 100644 (file)
@@ -94,6 +94,11 @@ inline Real log( Real x ) {
     return std::log(x);
 }
 
+/// Returns logarithm of \a x, or 0 if \a x == 0
+inline Real log0( Real x ) {
+    return x ? std::log(x) : 0;
+}
+
 /// Returns exponent of \a x
 inline Real exp( Real x ) {
     return std::exp(x);
index 668aded..4da817c 100755 (executable)
@@ -202,7 +202,7 @@ namespace dai {
 
 void ${class}::Properties::set(const PropertySet &opts)
 {
-    const std::set<PropertyKey> &keys = opts.allKeys();
+    const std::set<PropertyKey> &keys = opts.keys();
     std::set<PropertyKey>::const_iterator i;
     for(i=keys.begin(); i!=keys.end(); i++) {
 EOF
index 973293e..7720881 100644 (file)
@@ -1151,7 +1151,7 @@ namespace dai {
 
 void BBP::Properties::set(const PropertySet &opts)
 {
-    const std::set<PropertyKey> &keys = opts.allKeys();
+    const std::set<PropertyKey> &keys = opts.keys();
     std::set<PropertyKey>::const_iterator i;
     for(i=keys.begin(); i!=keys.end(); i++) {
         if(*i == "verbose") continue;
index d3e960f..3cba00f 100644 (file)
@@ -523,7 +523,7 @@ namespace dai {
 
 void CBP::Properties::set(const PropertySet &opts)
 {
-    const std::set<PropertyKey> &keys = opts.allKeys();
+    const std::set<PropertyKey> &keys = opts.keys();
     std::set<PropertyKey>::const_iterator i;
     for(i=keys.begin(); i!=keys.end(); i++) {
         if(*i == "verbose") continue;
index cd29490..3f4c547 100644 (file)
@@ -176,7 +176,7 @@ Real Gibbs::run() {
     if( props.verbose >= 3 ) {
         for( size_t i = 0; i < nrVars(); i++ ) {
             cerr << "belief for variable " << var(i) << ": " << beliefV(i) << endl;
-            cerr << "counts for variable " << var(i) << ": " << Prob( _var_counts[i].begin(), _var_counts[i].end() ) << endl;
+            cerr << "counts for variable " << var(i) << ": " << Prob( _var_counts[i] ) << endl;
         }
     }
 
index 61d24e1..a938ee7 100644 (file)
@@ -564,7 +564,7 @@ std::vector<size_t> JTree::findMaximum() const {
 
         // Maximise with respect to variable i
         Prob prod = beliefV(i).p();
-        maximum[i] = max_element( prod.begin(), prod.end() ) - prod.begin();
+        maximum[i] = prod.argmax().first;
 
         foreach( const Neighbor &I, nbV(i) )
             if( !visitedFactors[I] )