/* 神経回路網を使って認識を行うプログラム NNrecog.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
#include "myNN.h"  /* for get_data( ) */

void calc_hidden_and_output_units( )
     /* 現在の入力に対して中間層，出力層のユニットの状態を求める */
     /* このルーチンの前に input_unit[ ] に現在の入力を代入する  */
{
  int i, j;       /* ループ変数 */
  double sum;    /* 重み付出力の和 */
  
  /* 隠れ層の各ユニットを状態遷移させる */
  input_unit[num_input-1] = 1.0; /* しきい値設定ユニット */
  for (i = 0; i < num_hidden-1; i++) {
    sum = 0.0;
    for (j = 0; j < num_input; j++)
      sum = sum + input_unit[j] * wght_in_hid[j][i];
    hidden_unit[i] = 1.0 / (1.0 + exp(-sum));
  }
  hidden_unit[num_hidden-1] = 1.0; /* しきい値設定ユニット */
  /* 出力層の各ユニットを状態遷移させる */
  for (i = 0; i < num_output; i++) {
    sum = 0.0;
    for (j = 0; j < num_hidden; j++)
      sum = sum + hidden_unit[j] * wght_hid_out[j][i];
    output_unit[i] = 1.0 / (1.0 + exp(-sum));
  }
}

void load_NN_data( )
     /* 神経回路網の結合荷重のデータをファイルから読み込む． */
{
  char file_name[256]; /* 入力ファイル名を代入する文字列 */
  FILE *fp;            /* ファイルポインタ */
  float f;             /* 作業変数 */
  int i, j;            /* 制御変数 */
  
  /* 入力ファイルのオープン */
  printf("Let's input a set of NN parameters\n");
  printf("Parameter filename (*.nn) : "); /* 拡張子 = .nn としている */
  scanf("%s", file_name);
  fp = fopen(file_name, "r");
  if (NULL == fp) {
    printf("The file doesn't exist!!!\n");
    exit(1);
  }
  fscanf(fp, "%d %d %d", &num_input, &num_hidden, &num_output);
  for (i = 0; i < num_input; i++)
    for (j = 0; j < num_hidden; j++) {
      fscanf(fp, "%f", &f);    wght_in_hid[i][j] = f;
    }
  for (i = 0; i < num_hidden; i++)
    for (j = 0; j < num_output; j++) {
      fscanf( fp, "%f", &f );
      wght_hid_out[i][j] = f;
    }

  fclose(fp);
  printf("Input is successful.\n\n");
}

void calculation( )
     /* 未知信号のデータをキーボードから読み込み結果を求めて表示する */
{
  int i, j;            /* ループ変数 */
  int num;
  
  /* 入力ユニット数 */
  printf("Number of bits in a test string = %d\n", num_input-1);

  /* 未知信号の読み込み */
  while (1) {
    printf("\nInput test data of bit string\n");

    for (i = 0; i < num_input-1; i++) {
      printf("%d-th bit : ", i+1);
      scanf("%d", &num);
      
      if (num == 0) input_unit[i] = 0.1;
      else input_unit[i] = 0.9;
    }
    input_unit[num_input-1] = 1.0; /* しきい値設定ユニット */
    /* 中間，出力ユニットの状態遷移 */
    calc_hidden_and_output_units( );
    printf(" ---> ");
    for (j = 0; j < num_output; j++) {
      if (output_unit[j] >= 0.9) printf("1");
      else if (output_unit[j] <= 0.1) printf("0");
      else printf("*");
    }
    printf("\n");
  }
}

main( )
{
  load_NN_data( );   /* 結合荷重データの読み込み     */
  calculation( );    /* 未知信号を読み込んで随時出力 */
  return 0;
}