Robust/src/Benchmarks/Scheduling/GC/NON_BAMBOO/JGFMonteCarlo/ReturnPath.java

   1 package JGFMonteCarlo;
   2
   3 /**************************************************************************
   4  *                                                                         *
   5  *         Java Grande Forum Benchmark Suite - Thread Version 1.0          *
   6  *                                                                         *
   7  *                            produced by                                  *
   8  *                                                                         *
   9  *                  Java Grande Benchmarking Project                       *
  10  *                                                                         *
  11  *                                at                                       *
  12  *                                                                         *
  13  *                Edinburgh Parallel Computing Centre                      *
  14  *                                                                         *
  15  *                email: epcc-javagrande@epcc.ed.ac.uk                     *
  16  *                                                                         *
  17  *      Original version of this code by Hon Yau (hwyau@epcc.ed.ac.uk)     *
  18  *                                                                         *
  19  *      This version copyright (c) The University of Edinburgh, 2001.      *
  20  *                         All rights reserved.                            *
  21  *                                                                         *
  22  **************************************************************************/
  23
  24
  25 /**
  26  * Class for representing the returns of a given security.
  27  *
  28  * <p>To do list:
  29  * <ol>
  30  *   <li>Define a window over which the mean drift and volatility
  31  *       are calculated.</li>
  32  *   <li>Hash table to reference {DATE}->{pathValue-index}.</li>
  33  * </ol>
  34  *
  35  * @author H W Yau
  36  * @version $Revision: 1.2 $ $Date: 2011/07/14 21:28:29 $
  37  */
  38 public class ReturnPath extends PathId {
  39   /**
  40    * Flag for indicating one of the return definitions, via:
  41    *       u_i = \ln{\frac{S_i}{S_{i-1}}}
  42    * corresponding to the instantaneous compounded return.
  43    */
  44   public int COMPOUNDED;
  45
  46   /**
  47    * Flag for indicating one of the return definitions, via:
  48    *       u_i = \frac{S_i - S_{i-1}}{S_i}
  49    * corresponding to the instantaneous non-compounded return.
  50    */
  51   public int NONCOMPOUNDED;
  52
  53   //------------------------------------------------------------------------
  54   // Instance variables.
  55   //------------------------------------------------------------------------
  56   /**
  57    * An instance variable, for storing the return values.
  58    */
  59   public float[] pathValue;
  60   /**
  61    * The number of accepted values in the rate path.
  62    */
  63   public int nPathValue;
  64   /**
  65    * Integer flag for indicating how the return was calculated.
  66    */
  67   public int returnDefinition;
  68   /**
  69    * Value for the expected return rate.
  70    */
  71   public float expectedReturnRate;
  72   /**
  73    * Value for the volatility, calculated from the return data.
  74    */
  75   public float volatility;
  76   /**
  77    * Value for the volatility-squared, a more natural quantity
  78    * to use for many of the calculations.
  79    */
  80   public float volatility2;
  81   /**
  82    * Value for the mean of this return.
  83    */
  84   public float mean;
  85   /**
  86    * Value for the variance of this return.
  87    */
  88   public float variance;
  89
  90   //------------------------------------------------------------------------
  91   // Constructors.
  92   //------------------------------------------------------------------------
  93   /**
  94    * Default constructor.
  95    */
  96   public ReturnPath() {
  97     super();
  98
  99     this.COMPOUNDED = 1;
 100     this.NONCOMPOUNDED = 2;
 101     this.nPathValue=-1;
 102     this.returnDefinition = -1;
 103     this.expectedReturnRate = (float)0.0;
 104     this.volatility = (float)0.0;
 105     this.volatility2 = (float)0.0;
 106     this.mean = (float)0.0;
 107     this.variance = (float)0.0;
 108   }
 109
 110   /**
 111    * Another constructor.
 112    *
 113    * @param pathValue for creating a return path with a precomputed path
 114    *                  value.  Indexed from 1 to <code>nPathArray-1</code>.
 115    * @param nPathValue the number of accepted data points in the array.
 116    * @param returnDefinition to tell this class how the return path values
 117    *                         were computed.
 118    */
 119   public ReturnPath(float[] pathValue,
 120       int nPathValue,
 121       int returnDefinition) {
 122     this.pathValue = pathValue;
 123     this.nPathValue = nPathValue;
 124     this.returnDefinition = returnDefinition;
 125
 126     this.COMPOUNDED = 1;
 127     this.NONCOMPOUNDED = 2;
 128     this.expectedReturnRate = (float)0.0;
 129     this.volatility = (float)0.0;
 130     this.volatility2 = (float)0.0;
 131     this.mean = (float)0.0;
 132     this.variance = (float)0.0;
 133   }
 134
 135   //------------------------------------------------------------------------
 136   // Methods.
 137   //------------------------------------------------------------------------
 138   //------------------------------------------------------------------------
 139   // Accessor methods for class ReturnPath.
 140   // Generated by 'makeJavaAccessor.pl' script.  HWY.  20th January 1999.
 141   //------------------------------------------------------------------------
 142   /**
 143    * Accessor method for private instance variable <code>pathValue</code>.
 144    *
 145    * @return Value of instance variable <code>pathValue</code>.
 146    * @exception DemoException thrown if instance variable <code>pathValue</code> is undefined.
 147    */
 148   /*public float[] get_pathValue(){
 149     return(this.pathValue);
 150   }*/
 151   /**
 152    * Set method for private instance variable <code>pathValue</code>.
 153    *
 154    * @param pathValue the value to set for the instance variable <code>pathValue</code>.
 155    */
 156   public void set_pathValue(float[] pathValue) {
 157     this.pathValue = pathValue;
 158   }
 159   /**
 160    * Accessor method for private instance variable <code>nPathValue</code>.
 161    *
 162    * @return Value of instance variable <code>nPathValue</code>.
 163    * @exception DemoException thrown if instance variable <code>nPathValue</code> is undefined.
 164    */
 165   /*public int get_nPathValue() {
 166     return(this.nPathValue);
 167   }*/
 168   /**
 169    * Set method for private instance variable <code>nPathValue</code>.
 170    *
 171    * @param nPathValue the value to set for the instance variable <code>nPathValue</code>.
 172    */
 173   public void set_nPathValue(int nPathValue) {
 174     this.nPathValue = nPathValue;
 175   }
 176   /**
 177    * Accessor method for private instance variable <code>returnDefinition</code>.
 178    *
 179    * @return Value of instance variable <code>returnDefinition</code>.
 180    * @exception DemoException thrown if instance variable <code>returnDefinition</code> is undefined.
 181    */
 182   /*public int get_returnDefinition() {
 183     return(this.returnDefinition);
 184   }*/
 185   /**
 186    * Set method for private instance variable <code>returnDefinition</code>.
 187    *
 188    * @param returnDefinition the value to set for the instance variable <code>returnDefinition</code>.
 189    */
 190   public void set_returnDefinition(int returnDefinition) {
 191     this.returnDefinition = returnDefinition;
 192   }
 193   /**
 194    * Accessor method for private instance variable <code>expectedReturnRate</code>.
 195    *
 196    * @return Value of instance variable <code>expectedReturnRate</code>.
 197    * @exception DemoException thrown if instance variable <code>expectedReturnRate</code> is undefined.
 198    */
 199   /*public float get_expectedReturnRate() {
 200     return(this.expectedReturnRate);
 201   }*/
 202   /**
 203    * Set method for private instance variable <code>expectedReturnRate</code>.
 204    *
 205    * @param expectedReturnRate the value to set for the instance variable <code>expectedReturnRate</code>.
 206    */
 207   public void set_expectedReturnRate(float expectedReturnRate) {
 208     this.expectedReturnRate = expectedReturnRate;
 209   }
 210   /**
 211    * Accessor method for private instance variable <code>volatility</code>.
 212    *
 213    * @return Value of instance variable <code>volatility</code>.
 214    * @exception DemoException thrown if instance variable <code>volatility</code> is undefined.
 215    */
 216   /*public float get_volatility() {
 217     return(this.volatility);
 218   }*/
 219   /**
 220    * Set method for private instance variable <code>volatility</code>.
 221    *
 222    * @param volatility the value to set for the instance variable <code>volatility</code>.
 223    */
 224   public void set_volatility(float volatility) {
 225     this.volatility = volatility;
 226   }
 227   /**
 228    * Accessor method for private instance variable <code>volatility2</code>.
 229    *
 230    * @return Value of instance variable <code>volatility2</code>.
 231    * @exception DemoException thrown if instance variable <code>volatility2</code> is undefined.
 232    */
 233   /*public float get_volatility2() {
 234     return(this.volatility2);
 235   }*/
 236   /**
 237    * Set method for private instance variable <code>volatility2</code>.
 238    *
 239    * @param volatility2 the value to set for the instance variable <code>volatility2</code>.
 240    */
 241   public void set_volatility2(float volatility2) {
 242     this.volatility2 = volatility2;
 243   }
 244   /**
 245    * Accessor method for private instance variable <code>mean</code>.
 246    *
 247    * @return Value of instance variable <code>mean</code>.
 248    * @exception DemoException thrown if instance variable <code>mean</code> is undefined.
 249    */
 250   /*public float get_mean() {
 251     return(this.mean);
 252   }*/
 253   /**
 254    * Set method for private instance variable <code>mean</code>.
 255    *
 256    * @param mean the value to set for the instance variable <code>mean</code>.
 257    */
 258   public void set_mean(float mean) {
 259     this.mean = mean;
 260   }
 261   /**
 262    * Accessor method for private instance variable <code>variance</code>.
 263    *
 264    * @return Value of instance variable <code>variance</code>.
 265    * @exception DemoException thrown if instance variable <code>variance</code> is undefined.
 266    */
 267   /*public float get_variance() {
 268     return(this.variance);
 269   }*/
 270   /**
 271    * Set method for private instance variable <code>variance</code>.
 272    *
 273    * @param variance the value to set for the instance variable <code>variance</code>.
 274    */
 275   public void set_variance(float variance) {
 276     this.variance = variance;
 277   }
 278   //------------------------------------------------------------------------
 279   /**
 280    * Method to calculate the expected return rate from the return data,
 281    * using the relationship:
 282    *    \mu = \frac{\bar{u}}{\Delta t} + \frac{\sigma^2}{2}
 283    *
 284    * @exception DemoException thrown one tries to obtain an undefined variable.
 285    */
 286   public void computeExpectedReturnRate() {
 287     this.expectedReturnRate = mean/(float)this.dTime + (float)0.5*volatility2;
 288   }
 289   /**
 290    * Method to calculate <code>volatility</code> and <code>volatility2</code>
 291    * from the return path data, using the relationship, based on the
 292    * precomputed <code>variance</code>.
 293    *   \sigma^2 = s^2\Delta t
 294    *
 295    * @exception DemoException thrown if one of the quantites in the
 296    *                          computation are undefined.
 297    */
 298   public void computeVolatility() {
 299     this.volatility2 = this.variance / (float)this.dTime;
 300     this.volatility  = Math.sqrtf(volatility2);
 301   }
 302   /**
 303    * Method to calculate the mean of the return, for use by other
 304    * calculations.
 305    *
 306    * @exception DemoException thrown if <code>nPathValue</code> is
 307    *            undefined.
 308    */
 309   public void computeMean() {
 310     float sum = (float) 0.0;
 311     float[] tmpvalue = this.pathValue;
 312     int length = this.nPathValue;
 313     for( int i=1; i < length; i++ ) {
 314       sum += tmpvalue[i];
 315     }
 316     this.mean = sum / ((float)(length - (float)1.0));
 317   }
 318   /**
 319    * Method to calculate the variance of the retrun, for use by other
 320    * calculations.
 321    *
 322    * @exception DemoException thrown if the <code>mean</code> or
 323    *            <code>nPathValue</code> values are undefined.
 324    */
 325   public void computeVariance() {
 326     float sum = (float) 0.0;
 327     int length = this.nPathValue;
 328     float[] tmpvalue = this.pathValue;
 329     float tmpmean = this.mean;
 330     for( int i=1; i < length; i++ ) {
 331       sum += (tmpvalue[i] - tmpmean)*(tmpvalue[i] - tmpmean);
 332     }
 333     this.variance = sum / ((float)(length - (float)1.0));
 334   }
 335   /**
 336    * A single method for invoking all the necessary methods which
 337    * estimate the parameters.
 338    *
 339    * @exception DemoException thrown if there is a problem reading any
 340    *            variables.
 341    */
 342   public void estimatePath() {
 343     computeMean();
 344     computeVariance();
 345     computeExpectedReturnRate();
 346     computeVolatility();
 347   }
 348   /**
 349    * Dumps the contents of the fields, to standard-out, for debugging.
 350    */
 351   public void dbgDumpFields() {
 352     super.dbgDumpFields();
 353     //    dbgPrintln("nPathValue="        +this.nPathValue);
 354     //    dbgPrintln("expectedReturnRate="+this.expectedReturnRate);
 355     //    dbgPrintln("volatility="        +this.volatility);
 356     //    dbgPrintln("volatility2="       +this.volatility2);
 357     //    dbgPrintln("mean="              +this.mean);
 358     //    dbgPrintln("variance="          +this.variance);
 359   }
 360 }