Fix constructionModelesLassoMLE: phiInit was reshaped from array to matrix. Add examp...
[valse.git] / pkg / R / main.R
index e741d65..13df89f 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-#' valse 
+#' runValse
 #'
 #' Main function
 #'
 #' @param ncores_outer Number of cores for the outer loop on k
 #' @param ncores_inner Number of cores for the inner loop on lambda
 #' @param thresh real, threshold to say a variable is relevant, by default = 1e-8
+#' @param grid_lambda, a vector with regularization parameters if known, by default numeric(0)
 #' @param size_coll_mod (Maximum) size of a collection of models
 #' @param fast TRUE to use compiled C code, FALSE for R code only
 #' @param verbose TRUE to show some execution traces
+#' @param plot TRUE to plot the selected models after run
 #'
-#' @return a list with estimators of parameters
+#' @return
+#' The selected model if enough data are available to estimate it,
+#' or a list of models otherwise.
 #'
 #' @examples
-#' #TODO: a few examples
+#' n = 50; m = 10; p = 5
+#' beta = array(0, dim=c(p,m,2))
+#' beta[,,1] = 1
+#' beta[,,2] = 2
+#' data = generateXY(n, c(0.4,0.6), rep(0,p), beta, diag(0.5, p), diag(0.5, m))
+#' X = data$X
+#' Y = data$Y
+#' res = runValse(X, Y)
+#' X <- matrix(runif(100), nrow=50)
+#' Y <- matrix(runif(100), nrow=50)
+#' res = runValse(X, Y)
+#'
 #' @export
-valse <- function(X, Y, procedure = "LassoMLE", selecMod = "DDSE", gamma = 1, mini = 10, 
-  maxi = 50, eps = 1e-04, kmin = 2, kmax = 3, rank.min = 1, rank.max = 5, ncores_outer = 1, 
-  ncores_inner = 1, thresh = 1e-08, size_coll_mod = 10, fast = TRUE, verbose = FALSE, 
-  plot = TRUE)
+runValse <- function(X, Y, procedure = "LassoMLE", selecMod = "DDSE", gamma = 1, mini = 10,
+  maxi = 50, eps = 1e-04, kmin = 2, kmax = 3, rank.min = 1, rank.max = 5, ncores_outer = 1,
+  ncores_inner = 1, thresh = 1e-08, grid_lambda = numeric(0), size_coll_mod = 10,
+  fast = TRUE, verbose = FALSE, plot = TRUE)
 {
   n <- nrow(X)
   p <- ncol(X)
   m <- ncol(Y)
 
-  if (verbose) 
+  if (verbose)
     print("main loop: over all k and all lambda")
 
   if (ncores_outer > 1) {
     cl <- parallel::makeCluster(ncores_outer, outfile = "")
-    parallel::clusterExport(cl = cl, envir = environment(), varlist = c("X", 
-      "Y", "procedure", "selecMod", "gamma", "mini", "maxi", "eps", "kmin", 
-      "kmax", "rank.min", "rank.max", "ncores_outer", "ncores_inner", "thresh", 
+    parallel::clusterExport(cl = cl, envir = environment(), varlist = c("X",
+      "Y", "procedure", "selecMod", "gamma", "mini", "maxi", "eps", "kmin",
+      "kmax", "rank.min", "rank.max", "ncores_outer", "ncores_inner", "thresh",
       "size_coll_mod", "verbose", "p", "m"))
   }
 
   # Compute models with k components
   computeModels <- function(k)
   {
-    if (ncores_outer > 1) 
-      require("valse")  #nodes start with an empty environment
+    if (ncores_outer > 1)
+      require("valse") #nodes start with an empty environment
 
-    if (verbose) 
+    if (verbose)
       print(paste("Parameters initialization for k =", k))
     # smallEM initializes parameters by k-means and regression model in each
     # component, doing this 20 times, and keeping the values maximizing the
     # likelihood after 10 iterations of the EM algorithm.
     P <- initSmallEM(k, X, Y, fast)
-    grid_lambda <- computeGridLambda(P$phiInit, P$rhoInit, P$piInit, P$gamInit, 
-      X, Y, gamma, mini, maxi, eps, fast)
-    if (length(grid_lambda) > size_coll_mod) 
+    if (length(grid_lambda) == 0)
+    {
+      grid_lambda <- computeGridLambda(P$phiInit, P$rhoInit, P$piInit, P$gamInit,
+                                       X, Y, gamma, mini, maxi, eps, fast)
+    }
+    if (length(grid_lambda) > size_coll_mod)
       grid_lambda <- grid_lambda[seq(1, length(grid_lambda), length.out = size_coll_mod)]
 
-    if (verbose) 
+    if (verbose)
       print("Compute relevant parameters")
     # select variables according to each regularization parameter from the grid:
     # S$selected corresponding to selected variables
-    S <- selectVariables(P$phiInit, P$rhoInit, P$piInit, P$gamInit, mini, maxi, 
+    S <- selectVariables(P$phiInit, P$rhoInit, P$piInit, P$gamInit, mini, maxi,
       gamma, grid_lambda, X, Y, thresh, eps, ncores_inner, fast)
 
     if (procedure == "LassoMLE") {
-      if (verbose) 
+      if (verbose)
         print("run the procedure Lasso-MLE")
       # compute parameter estimations, with the Maximum Likelihood Estimator,
       # restricted on selected variables.
-      models <- constructionModelesLassoMLE(P$phiInit, P$rhoInit, P$piInit, 
+      models <- constructionModelesLassoMLE(P$phiInit, P$rhoInit, P$piInit,
         P$gamInit, mini, maxi, gamma, X, Y, eps, S, ncores_inner, fast, verbose)
     } else {
-      if (verbose) 
+      if (verbose)
         print("run the procedure Lasso-Rank")
       # compute parameter estimations, with the Low Rank Estimator, restricted on
       # selected variables.
-      models <- constructionModelesLassoRank(S, k, mini, maxi, X, Y, eps, rank.min, 
+      models <- constructionModelesLassoRank(S, k, mini, maxi, X, Y, eps, rank.min,
         rank.max, ncores_inner, fast, verbose)
     }
     # warning! Some models are NULL after running selectVariables
@@ -97,7 +115,7 @@ valse <- function(X, Y, procedure = "LassoMLE", selecMod = "DDSE", gamma = 1, mi
     } else {
       lapply(kmin:kmax, computeModels)
     }
-  if (ncores_outer > 1) 
+  if (ncores_outer > 1)
     parallel::stopCluster(cl)
 
   if (!requireNamespace("capushe", quietly = TRUE))
@@ -113,40 +131,37 @@ valse <- function(X, Y, procedure = "LassoMLE", selecMod = "DDSE", gamma = 1, mi
     # For a collection of models (same k, several lambda):
     LLH <- sapply(models, function(model) model$llh[1])
     k <- length(models[[1]]$pi)
-    sumPen <- sapply(models, function(model) k * (dim(model$rho)[1] + sum(model$phi[, 
+    sumPen <- sapply(models, function(model) k * (dim(model$rho)[1] + sum(model$phi[,
       , 1] != 0) + 1) - 1)
-    data.frame(model = paste(i, ".", seq_along(models), sep = ""), pen = sumPen/n, 
+    data.frame(model = paste(i, ".", seq_along(models), sep = ""), pen = sumPen/n,
       complexity = sumPen, contrast = -LLH)
   }))
   tableauRecap <- tableauRecap[which(tableauRecap[, 4] != Inf), ]
+  if (verbose)
+    print(tableauRecap)
 
-  modSel <- capushe::capushe(tableauRecap, n)
-  indModSel <- if (selecMod == "DDSE") 
-    as.numeric(modSel@DDSE@model) else if (selecMod == "Djump") 
-    as.numeric(modSel@Djump@model) else if (selecMod == "BIC") 
-    modSel@BIC_capushe$model else if (selecMod == "AIC") 
-    modSel@AIC_capushe$model
-
-  mod <- as.character(tableauRecap[indModSel, 1])
-  listMod <- as.integer(unlist(strsplit(mod, "[.]")))
-  modelSel <- models_list[[listMod[1]]][[listMod[2]]]
-
-  ## Affectations
-  Gam <- matrix(0, ncol = length(modelSel$pi), nrow = n)
-  for (i in 1:n)
-  {
-    for (r in 1:length(modelSel$pi))
+  if (nrow(tableauRecap) > 10) {
+    modSel <- capushe::capushe(tableauRecap, n)
+    indModSel <- if (selecMod == "DDSE")
     {
-      sqNorm2 <- sum((Y[i, ] %*% modelSel$rho[, , r] - X[i, ] %*% modelSel$phi[, , r])^2)
-      Gam[i, r] <- modelSel$pi[r] * exp(-0.5 * sqNorm2) * gdet(modelSel$rho[, , r])
+      as.numeric(modSel@DDSE@model)
+    } else if (selecMod == "Djump")
+    {
+      as.numeric(modSel@Djump@model)
+    } else if (selecMod == "BIC")
+    {
+      modSel@BIC_capushe$model
+    } else if (selecMod == "AIC")
+    {
+      modSel@AIC_capushe$model
     }
-  }
-  Gam <- Gam/rowSums(Gam)
-  modelSel$affec <- apply(Gam, 1, which.max)
-  modelSel$proba <- Gam
-
-  if (plot)
-    print(plot_valse(X, Y, modelSel, n))
+    listMod <- as.integer(unlist(strsplit(as.character(indModSel), "[.]")))
+    modelSel <- models_list[[listMod[1]]][[listMod[2]]]
+    modelSel$models <- tableauRecap
 
-  return(modelSel)
+    if (plot)
+      print(plot_valse(X, Y, modelSel))
+    return(modelSel)
+  }
+  tableauRecap
 }