1f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant//===----------------------------------------------------------------------===//
2f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant//
3f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant//                     The LLVM Compiler Infrastructure
4f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant//
5b64f8b07c104c6cc986570ac8ee0ed16a9f23976Howard Hinnant// This file is dual licensed under the MIT and the University of Illinois Open
6b64f8b07c104c6cc986570ac8ee0ed16a9f23976Howard Hinnant// Source Licenses. See LICENSE.TXT for details.
7f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant//
8f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant//===----------------------------------------------------------------------===//
9f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant
10f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant// <random>
11f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant
12f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant// template<class IntType = int>
13f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant// class negative_binomial_distribution
14f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant
15f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant// template<class _URNG> result_type operator()(_URNG& g, const param_type& parm);
16f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant
17f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant#include <random>
18f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant#include <numeric>
19f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant#include <vector>
20f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant#include <cassert>
21f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant
22f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnanttemplate <class T>
23f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnantinline
24f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward HinnantT
25f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnantsqr(T x)
26f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant{
27f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant    return x * x;
28f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant}
29f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant
30f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnantint main()
31f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant{
32f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant    {
33f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        typedef std::negative_binomial_distribution<> D;
34f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        typedef D::param_type P;
35f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        typedef std::minstd_rand G;
36f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        G g;
37f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        D d(16, .75);
38f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        P p(5, .75);
39f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        const int N = 1000000;
40f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        std::vector<D::result_type> u;
41f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        for (int i = 0; i < N; ++i)
42f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        {
43f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            D::result_type v = d(g, p);
44f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            assert(d.min() <= v && v <= d.max());
45f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            u.push_back(v);
46f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        }
47f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double mean = std::accumulate(u.begin(), u.end(),
48f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant                                              double(0)) / u.size();
49f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double var = 0;
50f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double skew = 0;
51f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double kurtosis = 0;
52f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        for (int i = 0; i < u.size(); ++i)
53f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        {
54f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            double d = (u[i] - mean);
55f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            double d2 = sqr(d);
56f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            var += d2;
57f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            skew += d * d2;
58f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            kurtosis += d2 * d2;
59f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        }
60f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        var /= u.size();
61f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double dev = std::sqrt(var);
62f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        skew /= u.size() * dev * var;
63f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        kurtosis /= u.size() * var * var;
64f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        kurtosis -= 3;
65f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_mean = p.k() * (1 - p.p()) / p.p();
66f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_var = x_mean / p.p();
67f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_skew = (2 - p.p()) / std::sqrt(p.k() * (1 - p.p()));
68f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_kurtosis = 6. / p.k() + sqr(p.p()) / (p.k() * (1 - p.p()));
69d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((mean - x_mean) / x_mean) < 0.01);
70d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((var - x_var) / x_var) < 0.01);
71d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((skew - x_skew) / x_skew) < 0.01);
72d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((kurtosis - x_kurtosis) / x_kurtosis) < 0.01);
73f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant    }
74f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant    {
75f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        typedef std::negative_binomial_distribution<> D;
76f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        typedef D::param_type P;
77f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        typedef std::mt19937 G;
78f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        G g;
79f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        D d(16, .75);
80f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        P p(30, .03125);
81f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        const int N = 1000000;
82f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        std::vector<D::result_type> u;
83f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        for (int i = 0; i < N; ++i)
84f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        {
85f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            D::result_type v = d(g, p);
86f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            assert(d.min() <= v && v <= d.max());
87f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            u.push_back(v);
88f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        }
89f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double mean = std::accumulate(u.begin(), u.end(),
90f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant                                              double(0)) / u.size();
91f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double var = 0;
92f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double skew = 0;
93f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double kurtosis = 0;
94f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        for (int i = 0; i < u.size(); ++i)
95f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        {
96f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            double d = (u[i] - mean);
97f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            double d2 = sqr(d);
98f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            var += d2;
99f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            skew += d * d2;
100f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            kurtosis += d2 * d2;
101f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        }
102f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        var /= u.size();
103f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double dev = std::sqrt(var);
104f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        skew /= u.size() * dev * var;
105f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        kurtosis /= u.size() * var * var;
106f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        kurtosis -= 3;
107f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_mean = p.k() * (1 - p.p()) / p.p();
108f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_var = x_mean / p.p();
109f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_skew = (2 - p.p()) / std::sqrt(p.k() * (1 - p.p()));
110f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_kurtosis = 6. / p.k() + sqr(p.p()) / (p.k() * (1 - p.p()));
111d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((mean - x_mean) / x_mean) < 0.01);
112d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((var - x_var) / x_var) < 0.01);
113d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((skew - x_skew) / x_skew) < 0.01);
114d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((kurtosis - x_kurtosis) / x_kurtosis) < 0.01);
115f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant    }
116f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant    {
117f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        typedef std::negative_binomial_distribution<> D;
118f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        typedef D::param_type P;
119f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        typedef std::mt19937 G;
120f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        G g;
121f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        D d(16, .75);
122f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        P p(40, .25);
123f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        const int N = 1000000;
124f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        std::vector<D::result_type> u;
125f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        for (int i = 0; i < N; ++i)
126f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        {
127f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            D::result_type v = d(g, p);
128f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            assert(d.min() <= v && v <= d.max());
129f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            u.push_back(v);
130f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        }
131f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double mean = std::accumulate(u.begin(), u.end(),
132f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant                                              double(0)) / u.size();
133f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double var = 0;
134f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double skew = 0;
135f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double kurtosis = 0;
136f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        for (int i = 0; i < u.size(); ++i)
137f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        {
138f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            double d = (u[i] - mean);
139f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            double d2 = sqr(d);
140f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            var += d2;
141f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            skew += d * d2;
142f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant            kurtosis += d2 * d2;
143f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        }
144f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        var /= u.size();
145f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double dev = std::sqrt(var);
146f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        skew /= u.size() * dev * var;
147f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        kurtosis /= u.size() * var * var;
148f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        kurtosis -= 3;
149f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_mean = p.k() * (1 - p.p()) / p.p();
150f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_var = x_mean / p.p();
151f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_skew = (2 - p.p()) / std::sqrt(p.k() * (1 - p.p()));
152f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant        double x_kurtosis = 6. / p.k() + sqr(p.p()) / (p.k() * (1 - p.p()));
153d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((mean - x_mean) / x_mean) < 0.01);
154d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((var - x_var) / x_var) < 0.01);
155d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((skew - x_skew) / x_skew) < 0.01);
156d6d1171f2c3f254582ae1d5b9e14cea0ea8e701bHoward Hinnant        assert(std::abs((kurtosis - x_kurtosis) / x_kurtosis) < 0.03);
157f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant    }
158f2fe5d5a61d1f5842068793620aaff1e88173f7fHoward Hinnant}
159