...+++...
[iramuteq] / Rscripts / simi.R
1 #from proxy package
2 #############################################################
3 #a, b, c, and d are the counts of all (TRUE, TRUE), (TRUE, FALSE), (FALSE, TRUE), and (FALSE, FALSE) 
4 # n <- a + b + c + d = nrow(x)
5
6 make.a <- function(x) {
7     a  <- t(x) %*% (x)
8     a
9 }
10
11 make.b <- function(x) {
12     b <- t(x) %*% (1 - x)
13     b
14 }
15
16 make.c <- function(x) {
17     c <- (1-t(x)) %*% x
18     c
19 }
20
21 make.d <- function(x, a, b, c) {
22 #??????????? ncol ?
23     d <- ncol(x) - a - b - c
24     d
25 }
26
27 ###########################################
28 #x, a
29 ###########################################
30 my.jaccard <- function(x) {
31     a <- make.a(x)
32     b <- make.b(x)
33     c <- make.c(x)
34     d <- make.d(x, a, b, c)
35     jac <- a / (a + b + c)
36     jac
37 }
38
39
40 prcooc <- function(x, a) {
41     prc <- (a / nrow(x)) 
42     prc
43 }
44
45 make.bin <- function(cs, a, i, j, nb) {
46     if (a[i, j] >= 1) {
47         ab <- a[i, j] - 1 
48         res <- binom.test(ab, nb, (cs[i]/nb) * (cs[j]/nb), "less")
49     } else {
50         res <- NULL
51         res$p.value <- 0
52     }
53     #res <- binom.test(ab, nb, (cs[i]/nb) * (cs[j]/nb), "less")
54     res$p.value
55     }
56
57 binom.sim <- function(x) {
58     a <- make.a(x)
59     n <- nrow(x)
60     cs <- colSums(x)
61     mat <- matrix(0,ncol(x),ncol(x))
62     colnames(mat)<-colnames(a)
63     rownames(mat)<-rownames(a)
64     for (i in 1:(ncol(x)-1)) {
65         for (j in (i+1):ncol(x)) {
66             mat[j,i] <- make.bin(cs, a, i, j , n)
67         }
68     }
69 #    print(mat)
70     mat
71 }
72
73
74 ############################################
75 # a, b, c
76 ############################################
77 # jaccard a, b, c   a / (a + b + c)
78 # Kulczynski1 a, b, c   a / (b + c)
79 # Kulczynski2 a, b, c   [a / (a + b) + a / (a + c)] / 2
80 # Mountford a, b, c    2a / (ab + ac + 2bc)
81 # Fager, McGowan a, b, c   a / sqrt((a + b)(a + c)) - 1 / 2 sqrt(a + c)
82 # Russel, Rao a (a/n)
83 # Dice, Czekanowski, Sorensen a, b, c   2a / (2a + b + c)
84 # Mozley, Margalef a, b, c  an / (a + b)(a + c)
85 # Ochiai a, b, c  a / sqrt[(a + b)(a + c)]
86 # Simpson a, b, c   a / min{(a + b), (a + c)}
87 # Braun-Blanquet a, b, c  a / max{(a + b), (a + c)}
88
89 #simple matching, Sokal/Michener a, b, c, d, ((a + d) /n)
90 # Hamman, a, b, c, d, ([a + d] - [b + c]) / n
91 # Faith , a, b, c, d, (a + d/2) / n
92 # Tanimoto, Rogers a, b, c, d, (a + d) / (a + 2b + 2c + d)
93 # Phi  a, b, c, d   (ad - bc) / sqrt[(a + b)(c + d)(a + c)(b + d)]
94 # Stiles a, b, c, d  log(n(|ad-bc| - 0.5n)^2 / [(a + b)(c + d)(a + c)(b + d)])
95 # Michael   a, b, c, d   4(ad - bc) / [(a + d)^2 + (b + c)^2]
96 # Yule a, b, c, d  (ad - bc) / (ad + bc)
97 # Yule2  a, b, c, d  (sqrt(ad) - sqrt(bc)) / (sqrt(ad) + sqrt(bc))
98
99 BuildProf01<-function(x,classes) {
100         #x : donnees en 0/1
101         #classes : classes de chaque lignes de x
102         dm<-cbind(x,cl=classes)
103         clnb=length(summary(as.data.frame(as.character(classes)),max=100))
104         print(clnb)
105         print(summary(as.data.frame(as.character(classes)),max=100))
106         mat<-matrix(0,ncol(x),clnb)
107         rownames(mat)<-colnames(x)
108         for (i in 1:clnb) {
109                 dtmp<-dm[which(dm$cl==i),]
110                 for (j in 1:(ncol(dtmp)-1)) {
111                         mat[j,i]<-sum(dtmp[,j])
112                 }
113         }
114         mat
115 }
116
117 do.simi <- function(x, method = 'cooc',seuil = NULL, p.type = 'tkplot',layout.type = 'frutch', max.tree = TRUE, coeff.vertex=NULL, coeff.edge = NULL, minmaxeff=c(NULL,NULL), vcexminmax= c(NULL,NULL), cex = 1, coords = NULL, communities = NULL, halo = FALSE) {
118         mat.simi <- x$mat
119     mat.eff <- x$eff
120     v.label <- colnames(mat.simi)
121         g1<-graph.adjacency(mat.simi,mode="lower",weighted=TRUE)
122         g.toplot<-g1
123         weori<-get.edge.attribute(g1,'weight')
124         if (max.tree) {
125         if (method == 'cooc') {
126                     invw<-1/weori
127         } else {
128             
129         }
130                 E(g1)$weight<-invw
131                 g.max<-minimum.spanning.tree(g1)
132                 E(g.max)$weight<-1/E(g.max)$weight
133                 g.toplot<-g.max
134         }
135
136     if (!is.null(seuil)) {
137         print(seuil)
138         if (seuil >= max(mat.simi)) seuil <- 0
139         vec<-vector()
140         w<-E(g.toplot)$weight
141         tovire <- which(w<=seuil)
142         g.toplot <- delete.edges(g.toplot,(tovire))
143         for (i in 0:(length(V(g.toplot)))) {
144             if (length(neighbors(g.toplot,i))==0) {
145                 vec<-append(vec,i)
146             }
147         }
148         g.toplot <- delete.vertices(g.toplot,vec)
149         v.label <- V(g.toplot)$name
150         if (!is.logical(vec)) mat.eff <- mat.eff[-(vec)]
151     }
152
153         if (!is.null(minmaxeff[1])) {
154         eff<-norm.vec(mat.eff,minmaxeff[1],minmaxeff[2])
155     } else {
156         eff<-coeff.vertex
157     }
158     if (!is.null(vcexminmax[1])) {
159         label.cex = norm.vec(mat.eff, vcexminmax[1], vcexminmax[2])
160     } else {
161         label.cex = cex
162     }
163     if (!is.null(coeff.edge)) {
164         we.width <- norm.vec(abs(E(g.toplot)$weight), coeff.edge[1], coeff.edge[2]) 
165             #we.width <- abs((E(g.toplot)$weight/max(abs(E(g.toplot)$weight)))*coeff.edge)
166     } else {
167         we.width <- NULL
168     }
169     if (method != 'binom') {
170         we.label <- round(E(g.toplot)$weight,1)
171     } else {
172         we.label <- round(E(g.toplot)$weight,3)
173     }
174         if (p.type=='rgl') {
175         nd<-3
176     } else {
177         nd<-2
178     }
179     if (is.null(coords)) {
180         if (layout.type == 'frutch')
181                 lo <- layout.fruchterman.reingold(g.toplot,dim=nd)#, weightsA=E(g.toplot)$weight)
182         if (layout.type == 'kawa')
183                 lo <- layout.kamada.kawai(g.toplot,dim=nd)
184         if (layout.type == 'random')
185                 lo <- layout.random(g.toplot,dim=nd)
186         if (layout.type == 'circle' & p.type != 'rgl')
187                 lo <- layout.circle(g.toplot)
188         if (layout.type == 'circle' & p.type == 'rgl')
189                 lo <- layout.sphere(g.toplot)
190         if (layout.type == 'graphopt')
191             lo <- layout.graphopt(g.toplot)
192     } else {
193         lo <- coords
194     }
195     if (!is.null(communities)) {
196         if (communities == 0 ){ #'edge.betweenness.community') {
197             com <- edge.betweenness.community(g.toplot)
198         } else if (communities == 1) {
199             com <- fastgreedy.community(g.toplot)
200         } else if (communities == 2) {
201             com <- label.propagation.community(g.toplot)
202         } else if (communities == 3) {
203             com <- leading.eigenvector.community(g.toplot)
204         } else if (communities == 4) {
205             com <- multilevel.community(g.toplot)
206         } else if (communities == 5) {
207             com <- optimal.community(g.toplot)
208         } else if (communities == 6) {
209             com <- spinglass.community(g.toplot)
210         } else if (communities == 7) {
211             com <- walktrap.community(g.toplot)
212         } 
213     } else {
214         com <- NULL
215     }
216     
217         out <- list(graph = g.toplot, mat.eff = mat.eff, eff = eff, mat = mat.simi, v.label = v.label, we.width = we.width, we.label=we.label, label.cex = label.cex, layout = lo, communities = com, halo = halo)
218 }
219         
220 plot.simi <- function(graph.simi, p.type = 'tkplot',filename=NULL, communities = NULL, vertex.col = 'red', edge.col = 'black', edge.label = TRUE, vertex.label=TRUE, vertex.label.color = 'black', vertex.label.cex= NULL, vertex.size=NULL, leg=NULL, width = 800, height = 800, alpha = 0.1, cexalpha = FALSE, movie = NULL, svg = FALSE) {
221         mat.simi <- graph.simi$mat
222         g.toplot <- graph.simi$graph
223     if (is.null(vertex.size)) {
224         vertex.size <- graph.simi$eff
225     } else {
226         vertex.size <- vertex.size
227     }
228         we.width <- graph.simi$we.width
229     if (vertex.label) {
230         #v.label <- vire.nonascii(graph.simi$v.label)
231         v.label <- graph.simi$v.label
232     } else {
233         v.label <- NA
234     }
235     if (edge.label) {
236         we.label <- graph.simi$we.label
237     } else {
238         we.label <- NA
239     }
240         lo <- graph.simi$layout
241     if (!is.null(vertex.label.cex)) {
242         label.cex<-vertex.label.cex
243     } else {
244         label.cex = graph.simi$label.cex
245     }
246     if (cexalpha) {
247         alphas <- norm.vec(label.cex, 0.5,1)
248         nvlc <- NULL
249         if (length(vertex.label.color) == 1) {
250             for (i in 1:length(alphas)) {
251              nvlc <- append(nvlc, adjustcolor(vertex.label.color, alpha=alphas[i]))
252             }
253         } else {
254             for (i in 1:length(alphas)) {
255                 nvlc <- append(nvlc, adjustcolor(vertex.label.color[i], alpha=alphas[i]))
256             }
257         }
258         vertex.label.color <- nvlc  
259     }
260     if (p.type=='nplot') {
261         #print('ATTENTION - PAS OPEN FILE')
262         open_file_graph(filename, width = width, height = height, svg = svg)
263         par(mar=c(2,2,2,2))
264         if (!is.null(leg)) {
265             layout(matrix(c(1,2),1,2, byrow=TRUE),widths=c(3,lcm(7)))
266             par(mar=c(2,2,1,0))
267         }
268         par(pch=' ')
269         if (is.null(graph.simi$com)) {
270             plot(g.toplot,vertex.label='', edge.width=we.width, vertex.size=vertex.size, vertex.color=vertex.col, vertex.label.color='white', edge.label=we.label, edge.label.cex=cex, edge.color=edge.col, vertex.label.cex = 0, layout=lo)#, rescale = FALSE)
271         } else {
272             com <- graph.simi$com
273             colm <- rainbow(length(com))
274             if (vertex.size != 0 || graph.simi$halo) {
275                 vertex.label.color <- 'black'
276                 vertex.col <- colm[membership(com)]
277             } else {
278                 vertex.label.color <- colm[membership(com)]
279             }
280             if (graph.simi$halo) {
281                 mark.groups <- communities(com)
282             } else {
283                 mark.groups <- NULL
284             }
285             plot(com, g.toplot,vertex.label='', edge.width=we.width, vertex.size=vertex.size, vertex.color=vertex.col, vertex.label.color='white', edge.label=we.label, edge.label.cex=cex, edge.color=edge.col, vertex.label.cex = 0, layout=lo, mark.groups = mark.groups)
286         }
287         #txt.layout <- lo
288         txt.layout <- layout.norm(lo, -1, 1, -1, 1, -1, 1)
289         #txt.layout <- txt.layout[order(label.cex),]
290         #vertex.label.color <- vertex.label.color[order(label.cex)]
291         #v.label <- v.label[order(label.cex)]
292         #label.cex <- label.cex[order(label.cex)]
293         text(txt.layout[,1], txt.layout[,2], v.label, cex=label.cex, col=vertex.label.color)
294         if (!is.null(leg)) {
295             par(mar=c(0,0,0,0))
296             plot(0, axes = FALSE, pch = '')
297             legend(x = 'center' , leg$unetoile, fill = leg$gcol)
298         }
299         dev.off()
300         return(lo)
301     }
302         if (p.type=='tkplot') {
303                 id <- tkplot(g.toplot,vertex.label=v.label, edge.width=we.width, vertex.size=vertex.size, vertex.color=vertex.col, vertex.label.color=vertex.label.color, edge.label=we.label, edge.color=edge.col, layout=lo)
304         coords = tkplot.getcoords(id)
305         ok <- try(coords <- tkplot.getcoords(id), TRUE)
306                 while (is.matrix(ok)) {
307             ok <- try(coords <- tkplot.getcoords(id), TRUE)
308                         Sys.sleep(0.5)
309         }
310         tkplot.off()
311     return(coords)
312         }
313         
314         if (p.type == 'rgl') {
315                 library('rgl')
316         #rgl.open()
317         #par3d(cex=0.8)
318                 rglplot(g.toplot,vertex.label= vire.nonascii(v.label), edge.width=we.width/10, vertex.size=0.01, vertex.color=vertex.col, vertex.label.color="black", edge.color = edge.col, layout=lo)
319         los <- layout.norm(lo, -1, 1, -1, 1, -1, 1)
320         rgl.spheres(los, col = vertex.col, radius = vertex.size/100, alpha = alpha)
321                 rgl.bg(color = c('white','black'))
322         if (!is.null(movie)) {
323             require(tcltk)
324             ReturnVal <- tkmessageBox(title="RGL 3 D",message="Cliquez pour commencer le film",icon="info",type="ok")
325
326             movie3d(spin3d(axis=c(0,1,0),rpm=6), movie = 'film_graph', frames = "tmpfilm", duration=10, clean=TRUE, top = TRUE, dir = movie)
327             ReturnVal <- tkmessageBox(title="RGL 3 D",message="Film fini !",icon="info",type="ok")
328         }
329         #play3d(spin3d(axis=c(0,1,0),rpm=6))
330         require(tcltk)
331         ReturnVal <- tkmessageBox(title="RGL 3 D",message="Cliquez pour fermer",icon="info",type="ok")
332         rgl.close()
333         #       while (rgl.cur() != 0)
334         #               Sys.sleep(0.5)
335         }
336 }
337
338
339 graph.word <- function(mat.simi, index) {
340     nm <- matrix(0, ncol = ncol(mat.simi), nrow=nrow(mat.simi), dimnames=list(row.names(mat.simi), colnames(mat.simi)))
341     nm[,index] <- mat.simi[,index]
342     nm[index,] <- mat.simi[index,]
343     nm
344 #    cs <- colSums(nm)
345 #    if (cs) nm <- nm[,-which(cs==0)]
346 #    rs <- rowSums(nm)
347 #    if (rs) nm <- nm[-which(rs==0),]
348 #    nm
349 }