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多変量スチューデントt-分布から疑似乱数ベクトルを生成

C言語によるサンプルソースコード
使用関数名:nag_rand_matrix_multi_students_t (g05ryc)

Keyword: 多変量スチューデントt-分布, 疑似乱数ベクトル

概要

本サンプルは多変量スチューデントt-分布から疑似乱数ベクトルの生成を行うC言語によるサンプルプログラムです。 本サンプルは以下に示される確率密度関数をもつ多変量スチューデントt-分布から10個の疑似乱数を生成し出力します。

多変量スチューデントt-分布のデータ 

※本サンプルはNAG Cライブラリに含まれる関数 nag_rand_matrix_multi_students_t() のExampleコードです。本サンプル及び関数の詳細情報は nag_rand_matrix_multi_students_t のマニュアルページをご参照ください。
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出力結果

(本関数の詳細はnag_rand_matrix_multi_students_t のマニュアルページを参照)

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nag_rand_matrix_multi_students_t (g05ryc)  Example Program Results

     1.4957  -15.6226   -3.8101    0.1294 
    -1.0827   -6.7473    0.6696   -0.0391 
     2.1369    6.3861   -5.7413    0.0140 
     2.2481  -16.0417   -1.0982    0.1641 
    -0.2550    3.5166   -0.2541   -0.0592 
     0.9731   -4.3553   -4.4181    0.0043 
     0.7098   -3.4281    1.1741    0.0586 
     1.8827   23.2619    1.5140   -0.0704 
     0.9904   22.7479    0.1811   -0.0893 
     1.5026    2.7753   -2.2805   -0.0112 

  • 3〜12行目に生成された疑似乱数が出力されています。

ソースコード

(本関数の詳細はnag_rand_matrix_multi_students_t のマニュアルページを参照)

※本サンプルソースコードはNAG数値計算ライブラリ(Windows, Linux, MAC等に対応)の関数を呼び出します。
サンプルのコンパイル及び実行方法


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/* nag_rand_matrix_multi_students_t (g05ryc) Example Program.
 *
 * CLL6I261D/CLL6I261DL Version.
 *
 * Copyright 2017 Numerical Algorithms Group.
 *
 * Mark 26.1, 2017.
 */
/* Pre-processor includes */
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <nag.h>
#include <nag_stdlib.h>
#include <nagg05.h>

#define X(I, J) x[(order == Nag_ColMajor)?(J*pdx + I):(I*pdx + J)]

int main(void)
{
  /* Integer scalar and array declarations */
  Integer exit_status = 0;
  Integer i, j, lstate, lr, x_size;
  Integer *state = 0;
  Integer pdx;

  /* NAG structures */
  NagError fail;
  Nag_ModeRNG mode;

  /* Double scalar and array declarations */
  double *r = 0, *x = 0;

  /* Use column major order */
  Nag_OrderType order = Nag_RowMajor;

  /* Set the number of variables and variates */
  Integer m = 4;
  Integer n = 10;

  /* Input the covariance matrix */
  double c[] = { 1.69e0, 0.39e0, -1.86e0, 0.07e0,
    0.39e0, 98.01e0, -7.07e0, -0.71e0,
    -1.86e0, -7.07e0, 11.56e0, 0.03e0,
    0.07e0, -0.71e0, 0.03e0, 0.01e0
  };
  Integer pdc = 4;

  /* Input the means */
  double xmu[] = { 1.0e0, 2.0e0, -3.0e0, 0.0e0 };

  /* Set the degrees of freedom */
  Integer df = 10;

  /* Choose the base generator */
  Nag_BaseRNG genid = Nag_Basic;
  Integer subid = 0;

  /* Set the seed */
  Integer seed[] = { 1762543 };
  Integer lseed = 1;

  /* Initialize the error structure */
  INIT_FAIL(fail);

  printf("nag_rand_matrix_multi_students_t (g05ryc)  "
         "Example Program Results\n\n");

  /* Get the length of the state array */
  lstate = -1;
  nag_rand_init_repeatable(genid, subid, seed, lseed, state, &lstate, &fail);
  if (fail.code != NE_NOERROR) {
    printf("Error from nag_rand_init_repeatable (g05kfc).\n%s\n",
           fail.message);
    exit_status = 1;
    goto END;
  }

  pdx = (order == Nag_ColMajor) ? n : m;
  x_size = (order == Nag_ColMajor) ? pdx * m : pdx * n;

  /* Calculate the size of the reference vector */
  lr = m * m + m + 2;

  /* Allocate arrays */
  if (!(r = NAG_ALLOC(lr, double)) ||
      !(x = NAG_ALLOC(x_size, double)) ||
      !(state = NAG_ALLOC(lstate, Integer)))
  {
    printf("Allocation failure\n");
    exit_status = -1;
    goto END;
  }

  /* Initialize the generator to a repeatable sequence */
  nag_rand_init_repeatable(genid, subid, seed, lseed, state, &lstate, &fail);
  if (fail.code != NE_NOERROR) {
    printf("Error from nag_rand_init_repeatable (g05kfc).\n%s\n",
           fail.message);
    exit_status = 1;
    goto END;
  }

  /* Set up reference vector and generate N numbers */
  mode = Nag_InitializeAndGenerate;
  nag_rand_matrix_multi_students_t(order, mode, n, df, m, xmu, c, pdc, r,
                                   lr, state, x, pdx, &fail);
  if (fail.code != NE_NOERROR) {
    printf("Error from nag_rand_matrix_multi_students_t (g05ryc).\n%s\n",
           fail.message);
    exit_status = 1;
    goto END;
  }

  /* Display the variates */
  for (i = 0; i < n; i++) {
    printf("  ");
    for (j = 0; j < m; j++)
      printf("%9.4f%s", X(i, j), (j + 1) % 10 ? " " : "\n");
    if (m % 10)
      printf("\n");
  }

END:
  NAG_FREE(r);
  NAG_FREE(x);
  NAG_FREE(state);

  return exit_status;
}


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