1 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
2 | // ScoreType.h |
---|
3 | // |
---|
4 | // Routines for doing math operations in PROBCONS. |
---|
5 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
6 | |
---|
7 | #ifndef SCORETYPE_H |
---|
8 | #define SCORETYPE_H |
---|
9 | |
---|
10 | #include <cmath> |
---|
11 | #include <algorithm> |
---|
12 | #include <cfloat> |
---|
13 | #include <cassert> |
---|
14 | |
---|
15 | typedef float ScoreType; |
---|
16 | |
---|
17 | const float LOG_ZERO = -2e20; |
---|
18 | const float LOG_ONE = 0.0; |
---|
19 | |
---|
20 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
21 | // LOG() |
---|
22 | // |
---|
23 | // Compute the logarithm of x. |
---|
24 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
25 | |
---|
26 | inline ScoreType LOG (ScoreType x){ |
---|
27 | return log (x); |
---|
28 | } |
---|
29 | |
---|
30 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
31 | // EXP() |
---|
32 | // |
---|
33 | // Computes exp(x). |
---|
34 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
35 | |
---|
36 | inline ScoreType EXP (ScoreType x){ |
---|
37 | //return exp(x); |
---|
38 | if (x > -2){ |
---|
39 | if (x > -0.5){ |
---|
40 | if (x > 0) |
---|
41 | return exp(x); |
---|
42 | return (((0.03254409303190190000*x + 0.16280432765779600000)*x + 0.49929760485974900000)*x + 0.99995149601363700000)*x + 0.99999925508501600000; |
---|
43 | } |
---|
44 | if (x > -1) |
---|
45 | return (((0.01973899026052090000*x + 0.13822379685007000000)*x + 0.48056651562365000000)*x + 0.99326940370383500000)*x + 0.99906756856399500000; |
---|
46 | return (((0.00940528203591384000*x + 0.09414963667859410000)*x + 0.40825793595877300000)*x + 0.93933625499130400000)*x + 0.98369508190545300000; |
---|
47 | } |
---|
48 | if (x > -8){ |
---|
49 | if (x > -4) |
---|
50 | return (((0.00217245711583303000*x + 0.03484829428350620000)*x + 0.22118199801337800000)*x + 0.67049462206469500000)*x + 0.83556950223398500000; |
---|
51 | return (((0.00012398771025456900*x + 0.00349155785951272000)*x + 0.03727721426017900000)*x + 0.17974997741536900000)*x + 0.33249299994217400000; |
---|
52 | } |
---|
53 | if (x > -16) |
---|
54 | return (((0.00000051741713416603*x + 0.00002721456879608080)*x + 0.00053418601865636800)*x + 0.00464101989351936000)*x + 0.01507447981459420000; |
---|
55 | return 0; |
---|
56 | } |
---|
57 | |
---|
58 | /* |
---|
59 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
60 | // LOOKUP() |
---|
61 | // |
---|
62 | // Computes log (exp (x) + 1), for 0 <= x <= 7.5. |
---|
63 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
64 | |
---|
65 | inline ScoreType LOOKUP (ScoreType x){ |
---|
66 | //return log (exp(x) + 1); |
---|
67 | if (x < 2){ |
---|
68 | if (x < 0.5){ |
---|
69 | if (x < 0) |
---|
70 | return log (exp(x) + 1); |
---|
71 | return (((-0.00486373205785640000*x - 0.00020245408813934800)*x + 0.12504222666029800000)*x + 0.49999685320563000000)*x + 0.69314723138948900000; |
---|
72 | } |
---|
73 | if (x < 1) |
---|
74 | return (((-0.00278634205460548000*x - 0.00458097251248546000)*x + 0.12865849880472500000)*x + 0.49862228499205200000)*x + 0.69334810088688000000; |
---|
75 | return (((0.00059633755154209200*x - 0.01918996666063320000)*x + 0.15288232492093800000)*x + 0.48039958825756900000)*x + 0.69857578503189200000; |
---|
76 | } |
---|
77 | if (x < 8){ |
---|
78 | if (x < 4) |
---|
79 | return (((0.00135958539181047000*x - 0.02329807659316430000)*x + 0.15885799609532100000)*x + 0.48167498563270800000)*x + 0.69276185058669200000; |
---|
80 | return (((0.00011992394456683500*x - 0.00338464503306568000)*x + 0.03622746366545470000)*x + 0.82481250248383700000)*x + 0.32507892994863100000; |
---|
81 | } |
---|
82 | if (x < 16) |
---|
83 | return (((0.00000051726300753785*x - 0.00002720671238876090)*x + 0.00053403733818413500)*x + 0.99536021775747900000)*x + 0.01507065715532010000; |
---|
84 | return x; |
---|
85 | } |
---|
86 | |
---|
87 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
88 | // LOOKUP_SLOW() |
---|
89 | // |
---|
90 | // Computes log (exp (x) + 1). |
---|
91 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
92 | |
---|
93 | inline ScoreType LOOKUP_SLOW (ScoreType x){ |
---|
94 | return log (exp (x) + 1); |
---|
95 | } |
---|
96 | |
---|
97 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
98 | // MAX() |
---|
99 | // |
---|
100 | // Compute max of three numbers |
---|
101 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
102 | |
---|
103 | inline ScoreType MAX (ScoreType x, ScoreType y, ScoreType z){ |
---|
104 | if (x >= y){ |
---|
105 | if (x >= z) |
---|
106 | return x; |
---|
107 | return z; |
---|
108 | } |
---|
109 | if (y >= z) |
---|
110 | return y; |
---|
111 | return z; |
---|
112 | } |
---|
113 | |
---|
114 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
115 | // LOG_PLUS_EQUALS() |
---|
116 | // |
---|
117 | // Add two log probabilities and store in the first argument |
---|
118 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
119 | |
---|
120 | inline void LOG_PLUS_EQUALS (ScoreType &x, ScoreType y){ |
---|
121 | if (x < y) |
---|
122 | x = (x <= LOG_ZERO) ? y : LOOKUP(y-x) + x; |
---|
123 | else |
---|
124 | x = (y <= LOG_ZERO) ? x : LOOKUP(x-y) + y; |
---|
125 | } |
---|
126 | |
---|
127 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
128 | // LOG_PLUS_EQUALS_SLOW() |
---|
129 | // |
---|
130 | // Add two log probabilities and store in the first argument |
---|
131 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
132 | |
---|
133 | inline void LOG_PLUS_EQUALS_SLOW (ScoreType &x, ScoreType y){ |
---|
134 | if (x < y) |
---|
135 | x = (x <= LOG_ZERO) ? y : LOOKUP_SLOW(y-x) + x; |
---|
136 | else |
---|
137 | x = (y <= LOG_ZERO) ? x : LOOKUP_SLOW(x-y) + y; |
---|
138 | } |
---|
139 | |
---|
140 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
141 | // LOG_ADD() |
---|
142 | // |
---|
143 | // Add two log probabilities |
---|
144 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
145 | |
---|
146 | inline ScoreType LOG_ADD (ScoreType x, ScoreType y){ |
---|
147 | if (x < y) return (x <= LOG_ZERO) ? y : LOOKUP(y-x) + x; |
---|
148 | return (y <= LOG_ZERO) ? x : LOOKUP(x-y) + y; |
---|
149 | } |
---|
150 | */ |
---|
151 | |
---|
152 | /* |
---|
153 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
154 | // LOG() |
---|
155 | // |
---|
156 | // Compute the logarithm of x. |
---|
157 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
158 | |
---|
159 | inline float LOG (float x){ |
---|
160 | return log (x); |
---|
161 | } |
---|
162 | |
---|
163 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
164 | // EXP() |
---|
165 | // |
---|
166 | // Computes exp(x), fr -4.6 <= x <= 0. |
---|
167 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
168 | |
---|
169 | inline float EXP (float x){ |
---|
170 | assert (x <= 0.00f); |
---|
171 | if (x < EXP_UNDERFLOW_THRESHOLD) return 0.0f; |
---|
172 | return (((0.006349841068584 * x + 0.080775412572352) * x + 0.397982026296272) * x + 0.95279335963787f) * x + 0.995176455837312f; |
---|
173 | //return (((0.00681169825657f * x + 0.08386267698832f) * x + 0.40413983195844f) * x + 0.95656674979767f) * x + 0.99556744049130f; |
---|
174 | } |
---|
175 | */ |
---|
176 | |
---|
177 | const float EXP_UNDERFLOW_THRESHOLD = -4.6; |
---|
178 | const float LOG_UNDERFLOW_THRESHOLD = 7.5; |
---|
179 | |
---|
180 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
181 | // LOOKUP() |
---|
182 | // |
---|
183 | // Computes log (exp (x) + 1), for 0 <= x <= 7.5. |
---|
184 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
185 | |
---|
186 | inline float LOOKUP (float x){ |
---|
187 | assert (x >= 0.00f); |
---|
188 | assert (x <= LOG_UNDERFLOW_THRESHOLD); |
---|
189 | //return ((-0.00653779113685f * x + 0.09537236626558f) * x + 0.55317574459331f) * x + 0.68672959851568f; |
---|
190 | if (x <= 1.00f) return ((-0.009350833524763f * x + 0.130659527668286f) * x + 0.498799810682272f) * x + 0.693203116424741f; |
---|
191 | if (x <= 2.50f) return ((-0.014532321752540f * x + 0.139942324101744f) * x + 0.495635523139337f) * x + 0.692140569840976f; |
---|
192 | if (x <= 4.50f) return ((-0.004605031767994f * x + 0.063427417320019f) * x + 0.695956496475118f) * x + 0.514272634594009f; |
---|
193 | assert (x <= LOG_UNDERFLOW_THRESHOLD); |
---|
194 | return ((-0.000458661602210f * x + 0.009695946122598f) * x + 0.930734667215156f) * x + 0.168037164329057f; |
---|
195 | |
---|
196 | //return (((0.00089738532761f * x - 0.01859488697982f) * x + 0.14415772028626f) * x + 0.49515490689159f) * x + 0.69311928966454f; |
---|
197 | } |
---|
198 | |
---|
199 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
200 | // LOOKUP_SLOW() |
---|
201 | // |
---|
202 | // Computes log (exp (x) + 1). |
---|
203 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
204 | |
---|
205 | inline float LOOKUP_SLOW (float x){ |
---|
206 | return log (exp (x) + 1); |
---|
207 | } |
---|
208 | |
---|
209 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
210 | // MAX() |
---|
211 | // |
---|
212 | // Compute max of three numbers |
---|
213 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
214 | |
---|
215 | inline float MAX (float x, float y, float z){ |
---|
216 | if (x >= y){ |
---|
217 | if (x >= z) |
---|
218 | return x; |
---|
219 | return z; |
---|
220 | } |
---|
221 | if (y >= z) |
---|
222 | return y; |
---|
223 | return z; |
---|
224 | } |
---|
225 | |
---|
226 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
227 | // LOG_PLUS_EQUALS() |
---|
228 | // |
---|
229 | // Add two log probabilities and store in the first argument |
---|
230 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
231 | |
---|
232 | inline void LOG_PLUS_EQUALS (float &x, float y){ |
---|
233 | if (x < y) |
---|
234 | x = (x == LOG_ZERO || y - x >= LOG_UNDERFLOW_THRESHOLD) ? y : LOOKUP(y-x) + x; |
---|
235 | else |
---|
236 | x = (y == LOG_ZERO || x - y >= LOG_UNDERFLOW_THRESHOLD) ? x : LOOKUP(x-y) + y; |
---|
237 | } |
---|
238 | |
---|
239 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
240 | // LOG_PLUS_EQUALS_SLOW() |
---|
241 | // |
---|
242 | // Add two log probabilities and store in the first argument |
---|
243 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
244 | |
---|
245 | inline void LOG_PLUS_EQUALS_SLOW (float &x, float y){ |
---|
246 | if (x < y) |
---|
247 | x = (x == LOG_ZERO) ? y : LOOKUP_SLOW(y-x) + x; |
---|
248 | else |
---|
249 | x = (y == LOG_ZERO) ? x : LOOKUP_SLOW(x-y) + y; |
---|
250 | } |
---|
251 | |
---|
252 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
253 | // LOG_ADD() |
---|
254 | // |
---|
255 | // Add two log probabilities |
---|
256 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
257 | |
---|
258 | inline float LOG_ADD (float x, float y){ |
---|
259 | if (x < y) return (x == LOG_ZERO || y - x >= LOG_UNDERFLOW_THRESHOLD) ? y : LOOKUP(y-x) + x; |
---|
260 | return (y == LOG_ZERO || x - y >= LOG_UNDERFLOW_THRESHOLD) ? x : LOOKUP(x-y) + y; |
---|
261 | } |
---|
262 | |
---|
263 | |
---|
264 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
265 | // LOG_ADD() |
---|
266 | // |
---|
267 | // Add three log probabilities |
---|
268 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
269 | |
---|
270 | inline float LOG_ADD (float x1, float x2, float x3){ |
---|
271 | return LOG_ADD (x1, LOG_ADD (x2, x3)); |
---|
272 | } |
---|
273 | |
---|
274 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
275 | // LOG_ADD() |
---|
276 | // |
---|
277 | // Add four log probabilities |
---|
278 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
279 | |
---|
280 | inline float LOG_ADD (float x1, float x2, float x3, float x4){ |
---|
281 | return LOG_ADD (x1, LOG_ADD (x2, LOG_ADD (x3, x4))); |
---|
282 | } |
---|
283 | |
---|
284 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
285 | // LOG_ADD() |
---|
286 | // |
---|
287 | // Add five log probabilities |
---|
288 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
289 | |
---|
290 | inline float LOG_ADD (float x1, float x2, float x3, float x4, float x5){ |
---|
291 | return LOG_ADD (x1, LOG_ADD (x2, LOG_ADD (x3, LOG_ADD (x4, x5)))); |
---|
292 | } |
---|
293 | |
---|
294 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
295 | // LOG_ADD() |
---|
296 | // |
---|
297 | // Add siz log probabilities |
---|
298 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
299 | |
---|
300 | inline float LOG_ADD (float x1, float x2, float x3, float x4, float x5, float x6){ |
---|
301 | return LOG_ADD (x1, LOG_ADD (x2, LOG_ADD (x3, LOG_ADD (x4, LOG_ADD (x5, x6))))); |
---|
302 | } |
---|
303 | |
---|
304 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
305 | // LOG_ADD() |
---|
306 | // |
---|
307 | // Add seven log probabilities |
---|
308 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
309 | |
---|
310 | inline float LOG_ADD (float x1, float x2, float x3, float x4, float x5, float x6, float x7){ |
---|
311 | return LOG_ADD (x1, LOG_ADD (x2, LOG_ADD (x3, LOG_ADD (x4, LOG_ADD (x5, LOG_ADD (x6, x7)))))); |
---|
312 | } |
---|
313 | |
---|
314 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
315 | // ChooseBestOfThree() |
---|
316 | // |
---|
317 | // Store the largest of three values x1, x2, and x3 in *x. Also |
---|
318 | // if xi is the largest value, then store bi in *b. |
---|
319 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
320 | |
---|
321 | inline void ChooseBestOfThree (float x1, float x2, float x3, char b1, char b2, char b3, float *x, char *b){ |
---|
322 | if (x1 >= x2){ |
---|
323 | if (x1 >= x3){ |
---|
324 | *x = x1; |
---|
325 | *b = b1; |
---|
326 | return; |
---|
327 | } |
---|
328 | *x = x3; |
---|
329 | *b = b3; |
---|
330 | return; |
---|
331 | } |
---|
332 | if (x2 >= x3){ |
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333 | *x = x2; |
---|
334 | *b = b2; |
---|
335 | return; |
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336 | } |
---|
337 | *x = x3; |
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338 | *b = b3; |
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339 | } |
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340 | #endif |
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