Free cookie consent management tool by TermsFeed Policy Generator

Ignore:
Timestamp:
12/07/11 22:47:12 (13 years ago)
Author:
gkronber
Message:

#1081: worked on multi-variate time series prognosis

Location:
branches/HeuristicLab.TimeSeries/HeuristicLab.Problems.DataAnalysis.Symbolic/3.4
Files:
4 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed

  • branches/HeuristicLab.TimeSeries/HeuristicLab.Problems.DataAnalysis.Symbolic/3.4/Analyzers/SymbolicDataAnalysisSingleObjectiveTrainingBestSolutionAnalyzer.cs

    r5882 r7154  
    8585
    8686      var results = ResultCollection;
    87       if (TrainingBestSolutionQuality == null ||
    88         IsBetter(bestQuality, TrainingBestSolutionQuality.Value, Maximization.Value)) {
     87      if (bestTree != null && (TrainingBestSolutionQuality == null ||
     88        IsBetter(bestQuality, TrainingBestSolutionQuality.Value, Maximization.Value))) {
    8989        TrainingBestSolution = CreateSolution(bestTree, bestQuality);
    9090        TrainingBestSolutionQuality = new DoubleValue(bestQuality);

  • branches/HeuristicLab.TimeSeries/HeuristicLab.Problems.DataAnalysis.Symbolic/3.4/Interfaces/ISymbolicTimeSeriesPrognogisExpressionTreeInterpreter.cs

    r7120 r7154  
    2525
    2626namespace HeuristicLab.Problems.DataAnalysis.Symbolic {
    27   public interface ISymbolicTimeSeriesPrognosisExpressionTreeInterpreter : INamedItem  {
    28     IEnumerable<IEnumerable<IEnumerable<double>>> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, string[] targetVariables, IEnumerable<int> rows, int horizon);
     27  public interface ISymbolicTimeSeriesPrognosisExpressionTreeInterpreter : INamedItem {
     28    IEnumerable<double> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset,
     29                                                        string[] targetVariables, IEnumerable<int> rows);
     30    IEnumerable<double> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, string[] targetVariables, IEnumerable<int> rows, int horizon);
    2931  }
    3032}

  • branches/HeuristicLab.TimeSeries/HeuristicLab.Problems.DataAnalysis.Symbolic/3.4/SymbolicDataAnalysisExpressionTreeILEmittingInterpreter.cs

    r7129 r7154  
    4646    private static MethodInfo round = typeof(Math).GetMethod("Round", new Type[] { typeof(double) });
    4747
    48     internal delegate double CompiledFunction(int sampleIndex, IList<double>[] columns);
     48    internal delegate double CompiledFunction(int sampleIndex, IList<double>[] columns, IList<double>[] cachedValues, int cacheStartIndex);
    4949    private const string CheckExpressionsWithIntervalArithmeticParameterName = "CheckExpressionsWithIntervalArithmetic";
    5050    #region private classes
    … …  
    179179
    180180    public IEnumerable<double> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, IEnumerable<int> rows) {
    181       return from prog in GetSymbolicExpressionTreeValues(tree, dataset, new string[] { "#NOTHING#" }, rows, 1)
    182              select prog.First().First();
    183     }
    184 
    185     // for each row for each target variable one prognosis (=enumerable of future values)
    186     public IEnumerable<IEnumerable<IEnumerable<double>>> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, string[] targetVariables, IEnumerable<int> rows, int horizon) {
     181      return GetSymbolicExpressionTreeValues(tree, dataset, new string[] { "#NOTHING#" }, rows);
     182    }
     183    public IEnumerable<double> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, string[] targetVariables, IEnumerable<int> rows) {
     184      return GetSymbolicExpressionTreeValues(tree, dataset, targetVariables, rows, 1);
     185    }
     186    // for each row for each horizon for each target variable one value
     187    public IEnumerable<double> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, string[] targetVariables, IEnumerable<int> rows, int horizon) {
    187188      if (CheckExpressionsWithIntervalArithmetic.Value)
    188189        throw new NotSupportedException("Interval arithmetic is not yet supported in the symbolic data analysis interpreter.");
    … …  
    211212      }
    212213      var state = new InterpreterState(code);
    213       Type[] methodArgs = { typeof(int), typeof(IList<double>[]) };
     214      Type[] methodArgs = { typeof(int), typeof(IList<double>[]), typeof(IList<double>[]), typeof(int) };
    214215
    215216      CompiledFunction[] function = new CompiledFunction[targetVariables.Length];
    … …  
    222223        function[i] = (CompiledFunction)testFun.CreateDelegate(typeof(CompiledFunction));
    223224      }
    224       int nComponents = tree.Root.GetSubtree(0).SubtreeCount;
    225       // produce a n-step forecast for each target variable for all rows
    226225      var values = doubleVariableNames.Keys
    227         .Select(v => targetVariables.Contains(v) ?
    228           (IList<double>)dataset.GetDoubleValues(v).ToList() :
    229           dataset.GetReadOnlyDoubleValues(v))
    230         .Concat(new List<double>[] { Enumerable.Repeat(0.0, dataset.Rows).ToList() }) // append list for calculated target variable
     226        .Select(v => dataset.GetReadOnlyDoubleValues(v))
    231227        .ToArray();
    232       doubleVariableNames.Add("#NOTHING#", values.Count() - 1);
    233       foreach (var rowEnum in rows) {
    234         int row = rowEnum;
    235         foreach (var horizonRow in Enumerable.Range(row, horizon)) {
    236           for (int i = 0; i < nComponents; i++) {
    237             var componentProg = function[i](horizonRow, values);
     228      var cachedValues = (from var in doubleVariableNames.Keys
     229                          select new double[horizon]).ToArray();
     230      foreach (var row in rows) {
     231        // init first line of cache
     232        int c = 0;
     233        foreach (var var in doubleVariableNames.Keys)
     234          cachedValues[c++][0] = dataset.GetDoubleValue(var, row);
     235        for (int horizonRow = row; horizonRow < row + horizon; horizonRow++) {
     236          for (int i = 0; i < function.Length; i++) {
     237            var componentProg = function[i](horizonRow, values, cachedValues, row);
    238238            // set cachedValues for prognosis of future values
    239             values[doubleVariableNames[targetVariables[i]]][horizonRow] = componentProg;
    240           }
    241         }
    242 
    243         yield return from component in Enumerable.Range(0, nComponents)
    244                      select from horizonRow in Enumerable.Range(row, horizon)
    245                             select values[doubleVariableNames[targetVariables[component]]][horizonRow];
    246         // reset start value
    247         foreach (var v in targetVariables) {
    248           if (v != "#NOTHING#")
    249             values[doubleVariableNames[v]][row] = dataset.GetDoubleValue(v, row);
     239            if (horizon > 1)
     240              cachedValues[doubleVariableNames[targetVariables[i]]][horizonRow - row] = componentProg;
     241            yield return componentProg;
     242          }
    250243        }
    251244      }
    … …  
    547540        case OpCodes.Variable: {
    548541            VariableTreeNode varNode = (VariableTreeNode)currentInstr.dynamicNode;
    549             il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_1); // load columns array
    550             il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, (int)currentInstr.iArg0);
    551             // load correct column of the current variable
    552             il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldelem_Ref);
    553             il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // rowIndex
    554542            if (!state.InLaggedContext) {
     543              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_1); // load columns array
     544              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, (int)currentInstr.iArg0);
     545              // load correct column of the current variable
     546              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldelem_Ref);
     547              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // rowIndex
    555548              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, listGetValue);
    556549              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, varNode.Weight); // load weight
    … …  
    559552              var nanResult = il.DefineLabel();
    560553              var normalResult = il.DefineLabel();
     554              var cachedValue = il.DefineLabel();
     555              var multiplyValue = il.DefineLabel();
     556              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // rowIndex
    561557              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Dup);
    562558              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4_0);
    … …  
    565561              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, ds.Rows);
    566562              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Bge, nanResult);
     563              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_3);
     564              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Bge, cachedValue);
     565              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_1); // load columns array
     566              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, (int)currentInstr.iArg0);
     567              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldelem_Ref);
     568              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // rowIndex
    567569              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, listGetValue);
     570              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Br, multiplyValue);
     571              il.MarkLabel(cachedValue);
     572              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_2); // load cached values array
     573              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, (int)currentInstr.iArg0);
     574              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldelem_Ref);
     575              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // rowIndex
     576              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_3); // startRow
     577              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Sub); // startRow
     578              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, listGetValue);
     579              il.MarkLabel(multiplyValue);
    568580              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, varNode.Weight); // load weight
    569581              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Mul);
    … …  
    571583              il.MarkLabel(nanResult);
    572584              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Pop); // rowIndex
    573               il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Pop); // column reference
    574585              il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, double.NaN);
    575586              il.MarkLabel(normalResult);
    … …  
    580591            var nanResult = il.DefineLabel();
    581592            var normalResult = il.DefineLabel();
     593            var cachedValue = il.DefineLabel();
     594            var multiplyValue = il.DefineLabel();
    582595            LaggedVariableTreeNode varNode = (LaggedVariableTreeNode)currentInstr.dynamicNode;
    583             il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_1); // load columns array
    584             il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, (int)currentInstr.iArg0); // load correct column of the current variable
    585             il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldelem_Ref);
    586596            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, varNode.Lag); // lag
    587597            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // rowIndex
    … …  
    593603            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, ds.Rows);
    594604            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Bge, nanResult);
     605            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_3); // startindex
     606            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Bge, cachedValue);
     607            // normal value
     608            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_1); // load columns array
     609            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, (int)currentInstr.iArg0); // load correct column of the current variable
     610            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldelem_Ref);
     611            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, varNode.Lag); // lag
     612            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // rowIndex
     613            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add); // actualRowIndex = rowIndex + sampleOffset
    595614            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, listGetValue);
     615            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Br, multiplyValue);
     616            il.MarkLabel(cachedValue);
     617            // cached value
     618            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_2); // load cached values
     619            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, (int)currentInstr.iArg0); // load correct column of the current variable
     620            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldelem_Ref);
     621            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_I4, varNode.Lag); // lag
     622            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_0); // rowIndex
     623            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Add); // actualRowIndex = rowIndex + sampleOffset
     624            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldarg_3); // startRow
     625            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Sub); // startRow           
     626            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Call, listGetValue);
     627
     628            il.MarkLabel(multiplyValue);
    596629            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, varNode.Weight); // load weight
    597630            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Mul);
    598631            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Br, normalResult);
    599632            il.MarkLabel(nanResult);
    600             il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Pop); // sample index
    601             il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Pop); // column reference
     633            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Pop); // pop the row index
    602634            il.Emit(System.Reflection.Emit.OpCodes.Ldc_R8, double.NaN);
    603635            il.MarkLabel(normalResult);

  • branches/HeuristicLab.TimeSeries/HeuristicLab.Problems.DataAnalysis.Symbolic/3.4/SymbolicDataAnalysisExpressionTreeInterpreter.cs

    r7120 r7154  
    201201
    202202    public IEnumerable<double> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, IEnumerable<int> rows) {
    203       return from prog in GetSymbolicExpressionTreeValues(tree, dataset, new string[] { "#NOTHING#" }, rows, 1)
    204              select prog.First().First();
    205     }
    206 
    207     // for each row for each target variable one prognosis (=enumerable of future values)
    208     public IEnumerable<IEnumerable<IEnumerable<double>>> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, string[] targetVariables, IEnumerable<int> rows, int horizon) {
     203      return GetSymbolicExpressionTreeValues(tree, dataset, new string[] { "#NOTHING#" }, rows);
     204    }
     205
     206    public IEnumerable<double> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, string[] targetVariables, IEnumerable<int> rows) {
     207      return GetSymbolicExpressionTreeValues(tree, dataset, targetVariables, rows, 1);
     208    }
     209
     210
     211    // for each row for each horizon for each target variable one value
     212    public IEnumerable<double> GetSymbolicExpressionTreeValues(ISymbolicExpressionTree tree, Dataset dataset, string[] targetVariables, IEnumerable<int> rows, int horizon) {
    209213      if (CheckExpressionsWithIntervalArithmetic.Value)
    210214        throw new NotSupportedException("Interval arithmetic is not yet supported in the symbolic data analysis interpreter.");
    … …  
    238242      foreach (var rowEnum in rows) {
    239243        int row = rowEnum;
    240         List<double[]> vProgs = new List<double[]>();
    241244        foreach (var horizonRow in Enumerable.Range(row, horizon)) {
    242245          int localRow = horizonRow; // create a local variable for the ref parameter
    243           var vPrognosis = from i in Enumerable.Range(0, nComponents)
    244                            select Evaluate(dataset, ref localRow, row - 1, state, cachedPrognosedValues);
    245 
    246           var vPrognosisArr = vPrognosis.ToArray();
    247           vProgs.Add(vPrognosisArr);
    248           // set cachedValues for prognosis of future values
    249           for (int i = 0; i < vPrognosisArr.Length; i++)
    250             cachedPrognosedValues[targetVariables[i]][horizonRow - row] = vPrognosisArr[i];
     246          for (int c = 0; c < nComponents; c++) {
     247            var prog = Evaluate(dataset, ref localRow, row - 1, state, cachedPrognosedValues);
     248            yield return prog;
     249            cachedPrognosedValues[targetVariables[c]][horizonRow - row] = prog;
     250          }
    251251
    252252          state.Reset();
    253253        }
    254 
    255         yield return from component in Enumerable.Range(0, nComponents)
    256                      select from prognosisStep in Enumerable.Range(0, vProgs.Count)
    257                             select vProgs[prognosisStep][component];
    258254      }
    259255    }
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.