pylucene 3.5.0-3
[pylucene.git] / lucene-java-3.5.0 / lucene / contrib / benchmark / src / java / org / apache / lucene / benchmark / quality / QualityStats.java
diff --git a/lucene-java-3.5.0/lucene/contrib/benchmark/src/java/org/apache/lucene/benchmark/quality/QualityStats.java b/lucene-java-3.5.0/lucene/contrib/benchmark/src/java/org/apache/lucene/benchmark/quality/QualityStats.java
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ccf606f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,294 @@
+/**
+ * Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more
+ * contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with
+ * this work for additional information regarding copyright ownership.
+ * The ASF licenses this file to You under the Apache License, Version 2.0
+ * (the "License"); you may not use this file except in compliance with
+ * the License.  You may obtain a copy of the License at
+ *
+ *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+ *
+ * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+ * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+ * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+ * See the License for the specific language governing permissions and
+ * limitations under the License.
+ */
+package org.apache.lucene.benchmark.quality;
+
+import java.io.PrintWriter;
+import java.text.NumberFormat;
+import java.util.ArrayList;
+
+/**
+ * Results of quality benchmark run for a single query or for a set of queries.
+ */
+public class QualityStats {
+
+  /** Number of points for which precision is computed. */
+  public static final int MAX_POINTS = 20;
+  
+  private double maxGoodPoints;
+  private double recall;
+  private double pAt[];
+  private double pReleventSum = 0;
+  private double numPoints = 0;
+  private double numGoodPoints = 0;
+  private double mrr = 0;
+  private long searchTime;
+  private long docNamesExtractTime;
+
+  /**
+   * A certain rank in which a relevant doc was found.
+   */
+  public static class RecallPoint {
+    private int rank;
+    private double recall;
+    private RecallPoint(int rank, double recall) {
+      this.rank = rank;
+      this.recall = recall;
+    }
+    /** Returns the rank: where on the list of returned docs this relevant doc appeared. */
+    public int getRank() {
+      return rank;
+    }
+    /** Returns the recall: how many relevant docs were returned up to this point, inclusive. */
+    public double getRecall() {
+      return recall;
+    }
+  }
+  
+  private ArrayList<RecallPoint> recallPoints;
+  
+  /**
+   * Construct a QualityStats object with anticipated maximal number of relevant hits. 
+   * @param maxGoodPoints maximal possible relevant hits.
+   */
+  public QualityStats(double maxGoodPoints, long searchTime) {
+    this.maxGoodPoints = maxGoodPoints;
+    this.searchTime = searchTime;
+    this.recallPoints = new ArrayList<RecallPoint>();
+    pAt = new double[MAX_POINTS+1]; // pAt[0] unused. 
+  }
+
+  /**
+   * Add a (possibly relevant) doc.
+   * @param n rank of the added doc (its ordinal position within the query results).
+   * @param isRelevant true if the added doc is relevant, false otherwise.
+   */
+  public void addResult(int n, boolean isRelevant, long docNameExtractTime) {
+    if (Math.abs(numPoints+1 - n) > 1E-6) {
+      throw new IllegalArgumentException("point "+n+" illegal after "+numPoints+" points!");
+    }
+    if (isRelevant) {
+      numGoodPoints+=1;
+      recallPoints.add(new RecallPoint(n,numGoodPoints));
+      if (recallPoints.size()==1 && n<=5) { // first point, but only within 5 top scores. 
+        mrr =  1.0 / n;
+      }
+    }
+    numPoints = n;
+    double p = numGoodPoints / numPoints;
+    if (isRelevant) {
+      pReleventSum += p;
+    }
+    if (n<pAt.length) {
+      pAt[n] = p;
+    }
+    recall = maxGoodPoints<=0 ? p : numGoodPoints/maxGoodPoints;
+    docNamesExtractTime += docNameExtractTime;
+  }
+
+  /**
+   * Return the precision at rank n:
+   * |{relevant hits within first <code>n</code> hits}| / <code>n</code>.
+   * @param n requested precision point, must be at least 1 and at most {@link #MAX_POINTS}. 
+   */
+  public double getPrecisionAt(int n) {
+    if (n<1 || n>MAX_POINTS) {
+      throw new IllegalArgumentException("n="+n+" - but it must be in [1,"+MAX_POINTS+"] range!"); 
+    }
+    if (n>numPoints) {
+      return (numPoints * pAt[(int)numPoints])/n;
+    }
+    return pAt[n];
+  }
+
+  /**
+   * Return the average precision at recall points.
+   */
+  public double getAvp() {
+    return maxGoodPoints==0 ? 0 : pReleventSum/maxGoodPoints;
+  }
+  
+  /**
+   * Return the recall: |{relevant hits found}| / |{relevant hits existing}|.
+   */
+  public double getRecall() {
+    return recall;
+  }
+
+  /**
+   * Log information on this QualityStats object.
+   * @param logger Logger.
+   * @param prefix prefix before each log line.
+   */
+  public void log(String title, int paddLines, PrintWriter logger, String prefix) {
+    for (int i=0; i<paddLines; i++) {  
+      logger.println();
+    }
+    if (title!=null && title.trim().length()>0) {
+      logger.println(title);
+    }
+    prefix = prefix==null ? "" : prefix;
+    NumberFormat nf = NumberFormat.getInstance();
+    nf.setMaximumFractionDigits(3);
+    nf.setMinimumFractionDigits(3);
+    nf.setGroupingUsed(true);
+    int M = 19;
+    logger.println(prefix+format("Search Seconds: ",M)+
+        fracFormat(nf.format((double)searchTime/1000)));
+    logger.println(prefix+format("DocName Seconds: ",M)+
+        fracFormat(nf.format((double)docNamesExtractTime/1000)));
+    logger.println(prefix+format("Num Points: ",M)+
+        fracFormat(nf.format(numPoints)));
+    logger.println(prefix+format("Num Good Points: ",M)+
+        fracFormat(nf.format(numGoodPoints)));
+    logger.println(prefix+format("Max Good Points: ",M)+
+        fracFormat(nf.format(maxGoodPoints)));
+    logger.println(prefix+format("Average Precision: ",M)+
+        fracFormat(nf.format(getAvp())));
+    logger.println(prefix+format("MRR: ",M)+
+        fracFormat(nf.format(getMRR())));
+    logger.println(prefix+format("Recall: ",M)+
+        fracFormat(nf.format(getRecall())));
+    for (int i=1; i<(int)numPoints && i<pAt.length; i++) {
+      logger.println(prefix+format("Precision At "+i+": ",M)+
+          fracFormat(nf.format(getPrecisionAt(i))));
+    }
+    for (int i=0; i<paddLines; i++) {  
+      logger.println();
+    }
+  }
+
+  private static String padd = "                                    ";
+  private String format(String s, int minLen) {
+    s = (s==null ? "" : s);
+    int n = Math.max(minLen,s.length());
+    return (s+padd).substring(0,n);
+  }
+  private String fracFormat(String frac) {
+    int k = frac.indexOf('.');
+    String s1 = padd+frac.substring(0,k);
+    int n = Math.max(k,6);
+    s1 = s1.substring(s1.length()-n);
+    return s1 + frac.substring(k);
+  }
+  
+  /**
+   * Create a QualityStats object that is the average of the input QualityStats objects. 
+   * @param stats array of input stats to be averaged.
+   * @return an average over the input stats.
+   */
+  public static QualityStats average(QualityStats[] stats) {
+    QualityStats avg = new QualityStats(0,0);
+    if (stats.length==0) {
+      // weired, no stats to average!
+      return avg;
+    }
+    int m = 0; // queries with positive judgements
+    // aggregate
+    for (int i=0; i<stats.length; i++) {
+      avg.searchTime += stats[i].searchTime;
+      avg.docNamesExtractTime += stats[i].docNamesExtractTime;
+      if (stats[i].maxGoodPoints>0) {
+        m++;
+        avg.numGoodPoints += stats[i].numGoodPoints;
+        avg.numPoints += stats[i].numPoints;
+        avg.pReleventSum += stats[i].getAvp();
+        avg.recall += stats[i].recall;
+        avg.mrr += stats[i].getMRR();
+        avg.maxGoodPoints += stats[i].maxGoodPoints;
+        for (int j=1; j<avg.pAt.length; j++) {
+          avg.pAt[j] += stats[i].getPrecisionAt(j);
+        }
+      }
+    }
+    assert m>0 : "Fishy: no \"good\" queries!";
+    // take average: times go by all queries, other measures go by "good" queries only.
+    avg.searchTime /= stats.length;
+    avg.docNamesExtractTime /= stats.length;
+    avg.numGoodPoints /= m;
+    avg.numPoints /= m;
+    avg.recall /= m;
+    avg.mrr /= m;
+    avg.maxGoodPoints /= m;
+    for (int j=1; j<avg.pAt.length; j++) {
+      avg.pAt[j] /= m;
+    }
+    avg.pReleventSum /= m;                 // this is actually avgp now 
+    avg.pReleventSum *= avg.maxGoodPoints; // so that getAvgP() would be correct
+    
+    return avg;
+  }
+
+  /**
+   * Returns the time it took to extract doc names for judging the measured query, in milliseconds.
+   */
+  public long getDocNamesExtractTime() {
+    return docNamesExtractTime;
+  }
+
+  /**
+   * Returns the maximal number of good points.
+   * This is the number of relevant docs known by the judge for the measured query.
+   */
+  public double getMaxGoodPoints() {
+    return maxGoodPoints;
+  }
+
+  /**
+   * Returns the number of good points (only relevant points).
+   */
+  public double getNumGoodPoints() {
+    return numGoodPoints;
+  }
+
+  /**
+   * Returns the number of points (both relevant and irrelevant points).
+   */
+  public double getNumPoints() {
+    return numPoints;
+  }
+
+  /**
+   * Returns the recallPoints.
+   */
+  public RecallPoint [] getRecallPoints() {
+    return recallPoints.toArray(new RecallPoint[0]);
+  }
+
+  /**
+   * Returns the Mean reciprocal rank over the queries or RR for a single query.
+   * <p>
+   * Reciprocal rank is defined as <code>1/r</code> where <code>r</code> is the 
+   * rank of the first correct result, or <code>0</code> if there are no correct 
+   * results within the top 5 results. 
+   * <p>
+   * This follows the definition in 
+   * <a href="http://www.cnlp.org/publications/02cnlptrec10.pdf"> 
+   * Question Answering - CNLP at the TREC-10 Question Answering Track</a>.
+   */
+  public double getMRR() {
+    return mrr;
+  }
+
+  
+  /**
+   * Returns the search time in milliseconds for the measured query.
+   */
+  public long getSearchTime() {
+    return searchTime;
+  }
+
+}