/*
 * Hodrick-Prescott-Filter
 * copyright: 2004 Kurt Annen
 * Version:   1.0
 * 
 * Ein sehr schneller HP-Filter, der die Struktur der BadMatrix ausnutzt
*/
import java.io.*;
import java.lang.*;
import java.util.*;
class hp {
    public static void main( String args[] ) {
        int i;
        boolean los = true;
        String str = new String();
        double lambda=1600;
        String datei=new String();
        String dateineu=new String();
        dateineu="";
        String separator=new String();
        separator="\n";
        if (args.length==0)
         { 
             los =false;
         System.out.println("JAVA - HODRICK PRESCOTT FILTER \t Version 1.0 \t Copyright (c) Kurt Annen 2004\n");
         System.out.println("java hp [/schalter] [/input] [/output]");
         System.out.println(" /i \t - Laedt Daten aus einer Datei ");
         System.out.println(" /o \t - Speichert Daten in eine Datei ");
         System.out.println(" /s \t - Laedt Daten aus einem Stream ");
         System.out.println(" /l \t - Lambda (Standard 1600) ");
         System.out.println(" /h \t - Zeigt diesen Hilfetext an ");
         System.out.println(" /s:x \t - Trennzeichen (Standard Zeilenumbruch) ");
         System.out.println("\t   n - Zeilenumbruch");
         System.out.println("\t   f - Leerzeichen");
         System.out.println("\t   c - Komma");
         System.out.println("\t   s - Semikolon\n");
         System.out.println("Beispiele:");
         System.out.println("java hp /l 14400 /s:c /i data.txt /o hpdata.txt");
         System.out.println("java hp /l 14400 /s:n /s 1.3 2.1 3.7 4.7 5.3 /o hpdata.txt\n");
         System.out.println("Hinweis: Ohne Schalter /o koennen die Daten mit \">>\" umgelenkt werden.");
         System.out.println("Bei Fragen oder Bugs koennen Sie mir eine Mail an kannen74@aol.com schreiben.");
         }  
            
        for (i=0;i<args.length;i++)
        {
            
         if (args[i].equals("/h") || args[i].equals("/help"))
         { 
             los =false;
         System.out.println("JAVA - HODRICK PRESCOTT FILTER \t Version 1.0 \t Copyright (c) Kurt Annen 2004\n");
         System.out.println("java hp [/schalter] [/input] [/output]");
         System.out.println(" /i \t - Laedt Daten aus einer Datei ");
         System.out.println(" /o \t - Speichert Daten in eine Datei ");
         System.out.println(" /s \t - Laedt Daten aus einem Stream ");
         System.out.println(" /l \t - Lambda (Standard 1600) ");
         System.out.println(" /h \t - Zeigt diesen Hilfetext an ");
         System.out.println(" /s:x \t - Trennzeichen (Standard Zeilenumbruch) ");
         System.out.println("\t   n - Zeilenumbruch");
         System.out.println("\t   f - Leerzeichen");
         System.out.println("\t   c - Komma");
         System.out.println("\t   s - Semikolon\n");
         System.out.println("Beispiele:");
         System.out.println("java hp /l 14400 /s:c /i data.txt /o hpdata.txt");
         System.out.println("java hp /l 14400 /s:n /s 1.3 2.1 3.7 4.7 5.3 /o hpdata.txt\n");
         System.out.println("Hinweis: Ohne Schalter /o koennen die Daten mit \">>\" umgelenkt werden.");
         System.out.println("Bei Fragen oder Bugs koennen Sie mir eine Mail an kannen74@aol.com schreiben.");
         }
        } 
         for (i=0;i<args.length;i++)
         {
        if (args[i].equals("/i"))
        {
            datei = args[i+1];
        }
        
        if (args[i].equals("/l"))
        {
           lambda=Double.valueOf(args[i+1]).doubleValue();;
           
        }
        
        if (args[i].equals("/s:f"))
        {
            separator = " ";
        }
        if (args[i].equals("/s:n"))
        {
            separator = "\n";
        }
        
        if (args[i].equals("/s:c"))
        {
            separator = ",";
        }
         if (args[i].equals("/s:s"))
        {
            separator = ";";
        }
        
        if (args[i].equals("/s"))
        {   int j;
            int r=0;
            datei="";
             
                
                if (args[args.length-2].equals("/o"))
                {
                 r=args.length-3;
                 dateineu=args[args.length-1];
                }
                else
                {
                r=args.length-1;
                }
           for (j=i+1;j<r+1;j++)
           {
               str=str+args[j]+separator;
               
           }
        }
         if (args[i].equals("/o"))
        {
            dateineu = args[i+1];
        }
        
         }
        byte buffer[] = new byte[400000];
        if (los==true)
        {
        try {
            if (datei != "")
            {
            System.out.println(datei);
            FileInputStream in;
            in = new FileInputStream( datei );
            
            int len = in.read( buffer, 0, 400000 );
            String stri = new String( buffer, 0, len );
            str=stri;
            in.close();
            }
            
            
            
            String  datame[]=split(str, separator);
            int N=datame.length;
            int K;
            double[] data=new double[N];
            
            for (K=0;K<N;K++) {
                data[K]=Double.parseDouble(datame[K]);
               
            }
            
            
            double[] a=new double[N];
            double[] b=new double[N];
            double[] c=new double[N];
            
               
            
            
            
            
            
            
            // Elemente der Haupt- und Nebendiagonalen
            
            a[0]=1+lambda;
            b[0]=-2*lambda;
            c[0]=lambda;
    for (K=1;K<N-2;K++)
{
a[K]=6*lambda+1;
b[K]=-4*lambda;
c[K]=lambda;
}
a[1]=5*lambda+1;
a[N-1]=1+lambda;
a[N-2]=5*lambda+1;
b[0]=-2*lambda;
b[N-2]=-2*lambda;
b[N-1]=0;
c[N-2]=0;
c[N-1]=0;
            
 data= pentas(a,b,c,data,N);           
            
            if (dateineu == "")
            {
            for (K=0;K<N;K++)
            {
                
                
               
                    System.out.print(data[K]+separator );
                
            
            }}
            else
            {
            //
            FileWriter out = new FileWriter(dateineu);
            
                
                for (K=0;K<N;K++)
                {
               
                    out.write(data[K]+separator );
                }
            
            
            out.close();
            //
            }
            
        }
            
            
            
            
                
            
            
            
            
            
            
            
            
        
        catch ( Exception e ) {
            System.out.println( e.toString() );
        }
    }
    
}
    
    //Stream einlesen
    public static String[] split(String aString, String delimiter) {
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(aString, delimiter);
        String[] result = new String[st.countTokens()];
        int i = 0;  
        while (st.hasMoreTokens()) {
            result[i++] = st.nextToken();
        }    return result;
    }
    
    
 
    
    static double[] pentas(double a[],double b[], double c[], double data[], int N)
    {
        /* 
         *  Schneller Algorithmus zur Lösung des LGS BxX=Y
         * unter Berücksichtigung, dass B eine pentadiagonale Matrix ist
         * siehe z.B. Helmut Späth "Numerik, Eine Einführung für
         * Mathematiker und Informatiker", S. 110 ff, Braunschweig & 
         * Wiesbaden, 1994
         *  
        */
        
        int K;
        double H1=0;
        double H2=0;
        double H3=0;
        double H4=0;
        double H5=0;
        double HH1=0;
        double HH2=0;
        double HH3=0;
        double HH4=0;
        double HH5=0;
        double Z;
        double HB;
        double HC;

 // Vorwärts       
for (K=0;K<N;K++)
{
Z=a[K]-H4*H1-HH5*HH2;
HB=b[K];
HH1=H1;
H1=(HB-H4*H2)/Z;
b[K]=H1;
HC=c[K];
HH2=H2;
H2=HC/Z;
c[K]=H2;
a[K]=(data[K]-HH3*HH5-H3*H4)/Z;
HH3=H3;
H3=a[K];
H4=HB-H5*HH1;
HH5=H5;
H5=HC;
}

        
 // Rückwärts         
H2=0;
H1=a[N-1];
data[N-1]=H1;


for (K=N-2;K>-1;K--)
{

data[K]=a[K]-b[K]*H1-c[K]*H2;
H2=H1;
H1=data[K];
}

return data;
        
    }
    
    
    
}