从C++程序调用Stan例程

Question

我读过这里，它可以从C++程序调用Stan例程(并且我解释得很简单)。

我有一些复杂的日志似然函数，我用C++编写了这些函数，我真的不知道如何用Stan语言对它们进行编码。是否可以使用我已经在C++中编写的日志似然函数调用Stan中的Monte例程？若然，是否有这方面的例子？

这似乎是一件很自然的事情，但我找不到任何例子或指示如何做到这一点。

Answer 1

经过进一步的检查(您可能想不接受我以前的答案)，您可以尝试这样做:在.stan块中编写一个用户定义函数的functions程序，该程序具有正确的签名(和解析)，但基本上什么也不做。然后，像这个functions { real foo_log(real[] y, vector beta, matrix X, real sigma) { return not_a_number(); // replace this after parsing to C++ } } data { int<lower=1> N; int<lower=1> K; matrix[N,K] X; real y[N]; } parameters { vector[K] beta; real<lower=0> sigma; } model { y ~ foo(beta, X, sigma); // priors here }一样，使用CmdStan编译该模型，该模型将生成一个.hpp文件作为中间步骤。在.hpp的主体中编辑foo_log文件，以调用模板化的C++函数，并#包含定义其内容的头文件。然后重新编译并执行二进制文件。

这实际上可能对您有用，但是如果您所做的任何操作都有广泛的用处，我们希望您能够为C++贡献一些东西。

Answer 2

我觉得你的问题和你的问题有点不同。他有一个完整的Stan程序，并希望从C++驱动它，而您是在问您是否可以通过调用外部C++函数来计算日志的可能性来绕过编写Stan程序。但这不会让你走得太远，因为你仍然需要以斯坦可以处理的形式传递数据，向斯坦声明未知的参数(加上它们的支持)等等。所以，我认为你不能(或者应该)回避学习斯坦语。

但是，向Stan语言公开C++函数是相当容易的，这实际上只是将my_loglikelihood.hpp文件添加到${STAN_HOME}/lib/stan_math_${VERSION}/stan/math/下的正确位置，向该子目录中的math.hpp文件添加一个包含语句，并编辑${STAN_HOME}/src/stan/lang/function_signatures.h。在这一点上，您的.stan程序看起来可能和data { // declare data like y, X, etc. } parameters { // declare parameters like theta } model { // call y ~ my_logliklihood_log(theta, X) }一样简单，但我认为您的问题的真正答案是，如果您已经编写了一个C++函数来计算日志的可能性，那么用Stan语言重写它不需要超过几分钟。Stan语言非常类似于C，因此更容易将.stan文件解析为C++源文件。下面是我为回归上下文中有条件高斯结果的日志可能性而编写的Stan函数：functions { /** * Increments the log-posterior with the logarithm of a multivariate normal * likelihood with a scalar standard deviation for all errors * Equivalent to y ~ normal(intercept + X * beta, sigma) but faster * @param beta vector of coefficients (excluding intercept) * @param b precomputed vector of OLS coefficients (excluding intercept) * @param middle matrix (excluding ones) typically precomputed as crossprod(X) * @param intercept scalar (assuming X is centered) * @param ybar precomputed sample mean of the outcome * @param SSR positive precomputed value of the sum of squared OLS residuals * @param sigma positive value for the standard deviation of the errors * @param N integer equal to the number of observations */ void ll_mvn_ols_lp(vector beta, vector b, matrix middle, real intercept, real ybar, real SSR, real sigma, int N) { increment_log_prob( -0.5 * (quad_form_sym(middle, beta - b) + N * square(intercept - ybar) + SSR) / square(sigma) - # 0.91... is log(sqrt(2 * pi())) N * (log(sigma) + 0.91893853320467267) ); } }，它基本上就是我，将原本可能是C-语法的东西倾倒到斯坦语言的函数体中，然后在.stan程序的model块中调用。

因此，简单地说，我认为将C++函数重写为Stan函数可能是最简单的。但是，您的日志可能涉及到一些异国情调，目前还没有相应的Stan语法。在这种情况下，您可以重新将这个C++函数公开给Stan语言，并向stan下的GitHub上的数学和stan存储库发出拉请求，以便其他人可以使用它(尽管这样，您还必须编写单元测试、文档等)。