chiark / gitweb /
openstvoutput24compare; wip
[appendix-a6.git] / stv
diff --git a/stv b/stv
index bd95262..3c6160e 100755 (executable)
--- a/stv
+++ b/stv
@@ -3,6 +3,19 @@
 # Does STV according to
 #  http://www.rosenstiel.co.uk/stvrules/av/index.htm
 
+# Usage:
+#  ./stv [TIEBREAK ...] PLACES [INPUT-FILES ...]
+#
+# PLACES is the number of seats to be filled
+#
+# INPUT-FILES are in the format:
+#    VOTER PQRST
+# where P, Q, R, etc. are candidates.  Candidates
+# must be single letters.
+#
+# Each TIEBREAK is
+#   P,Q,... 
+
 use strict;
 use utf8;
 use autodie;
@@ -20,6 +33,25 @@ use List::MoreUtils qw(nsort_by);
 our $stage=0;
 our @allvotes;
 
+our %tiebreak; # $tiebreak{ winningcand }{ losingcand } = 1
+
+while (@ARGV && $ARGV[0] =~ m/[<>]/) {
+    my ($losers, $winners) = ($? eq '<' ? ($`, $') : ($', $`));
+    my @losers = sort split /\,/, $losers;
+    my @winners = sort split /\,/, $winners;
+    die "@losers @winners" if @losers>1 && @winners>1;
+    my @all = sort @losers, @winners;
+    my $record = sub {
+       my ($how, $howers) = @_;
+       return unless @$howers == 1;
+       die "@all $how" if defined $tiebreak{$how}{"@all"};
+       $tiebreak{$how}{"@all"} = $howers->[0];
+    };
+    $record->('winner', \@winners);
+    $record->('loser',  \@losers);
+    shift @ARGV;
+}    
+
 our $places = shift @ARGV;
 die unless $places eq ($places + 0);
 
@@ -48,16 +80,6 @@ sub votelog ($$) {
     push @{ $vote->{Log} }, "stage $stage: $m";
 }
 
-sub filterout ($$) {
-    my ($cand, $why) = @_;
-    foreach my $vote (@allvotes) {
-       my $oldprefs = $vote->{Prefs};
-       my @prefs = grep { $_ ne $cand } $oldprefs;
-       next if @prefs == @$oldprefs;
-       votelog $vote, "crossed out candidate $cand: $why";
-    }
-}
-
 our @elected; # $elected[] = $candidate
 
 our @unsorted = @allvotes;
@@ -74,6 +96,17 @@ our %continuing; # $continuing{$candidate}=1
 
 our @stagerecord; # $stagerecord[]{$candidate} = $total
 
+sub voteliveprefs ($) {
+    my ($vote) = @_;
+    grep { $continuing{$_} } @{ $vote->{Prefs} };
+}
+
+sub votelogfull ($$) {
+    my ($vote,$m) = @_;
+    votelog $vote, $m;
+    votelog $vote, ("continuing prefs: ". join ' ', voteliveprefs $vote);
+}
+
 foreach my $vote (@allvotes) {
     $continuing{$_}=1 foreach @{ $vote->{Prefs} };
 }
@@ -83,7 +116,7 @@ sub equalpiles ($@) {
     return () unless @sorted;
     my $s = $sorted[0];
     my $eqtotal = $s->{Total};
-    my $count = 0;
+    my $count = 0/1;
     while ($count < @sorted && $sorted[$count]{Total} == $eqtotal) {
        printf "%7s %10s %s\n", $how, $sorted[$count]{Cand},
            pr $sorted[$count]{Total};
@@ -94,30 +127,66 @@ sub equalpiles ($@) {
 
 sub historically_prefer ($@) {
     my ($signum, @choices) = @_;
+    # $signum==+1 means choose candidates with more early preferences
 
     return $choices[0] if @choices < 2;
 
     my $compare = sub {
        foreach my $sr (@stagerecord) {
-           my $d = $sr->{ $a->{Cand} } <=> $sr->{ $b->{Cand} };
-           return $d * $signum if $d;
+           my $d = ($sr->{ $a->{Cand} }//0) <=> ($sr->{ $b->{Cand} }//0);
+           return -$d * $signum if $d;
        }
        return 0;
     };
 
-    @choices = sort $compare, @choices;
+    @choices = sort $compare @choices;
+
+    print DEBUG "historically_prefer\n",
+       Data::Dumper->Dump([\@choices, \@stagerecord],
+                          [qw(_@choices _@stagerecord)]);
+
+    foreach my $s (@choices) {
+       my $c = $s->{Cand};
+       printf " %6s %10s |", 'tiebrk', $c;
+       foreach my $sr (@stagerecord) {
+           my $p = pr($sr->{$c} // 0);
+           $p =~ s/\.0+\b//g;
+           $p =~ s/ //g;
+           print "$p|";
+       }
+       print "\n";
+    }
+
     $a = $choices[0];
-    my $numequal = 0;
+    my $numequal = 1;
     for (;;) {
-       last unless $numequal >= @choices;
+       last if $numequal >= @choices;
        $b = $choices[$numequal];
        last if $compare->();
+       $numequal++;
+    }
+
+    if ($numequal > 1) {
+       my $how = $signum > 0 ? 'winner' : 'loser';
+        my @all = sort map { $_->{Cand} } @choices[ 0 .. $numequal-1 ];
+       my $hower = $tiebreak{$how}{"@all"};
+       if (defined $hower) {
+           printf "%7.7s %10s !!!!!!!!!!\n", "TIE".(uc $how), $hower;
+           return grep { $_->{Cand} eq $hower } @choices;
+       }
+       die "need tie break for $how between @all\n";
     }
 
-    die 'random choice unimplemented' if $numequal > 1;
     return $choices[0];
 }
 
+foreach my $c (keys %continuing) {
+    $sorted{$c} = {
+        Cand => $c,
+        Votes => [],
+    };
+}
+
 for (;;) {
     $stage++;
 
@@ -129,8 +198,15 @@ for (;;) {
 [qw( _@stagerecord _@elected _@unsorted _%sorted _@surpluses _%continuing )]
           );
 
+    my $placesremain = $places - @elected;
+
+    unless ($placesremain > 0) {
+       printf "Complete: @elected\n";
+       last;
+    }
+
     while (my $vote = shift @unsorted) {
-       my ($firstpref) = grep { $continuing{$_} } @{ $vote->{Prefs} };
+       my ($firstpref) = voteliveprefs $vote;
        if (!defined $firstpref) {
            votelog $vote, "ballot exhausted";
            push @exhausted, $vote;
@@ -138,25 +214,25 @@ for (;;) {
            push @{ $sorted{$firstpref}{Votes} }, $vote;
        }
     }
-    $sorted{$_}{Cand} = $_ foreach keys %sorted;
     foreach my $firstpref (sort keys %sorted) {
-       $sorted{$firstpref}{Total} = 0; # recount
        foreach my $vote (@{ $sorted{$firstpref}{Votes} }) {
-           votelog $vote, "counted $vote->{Weight} for $firstpref";
-           $sorted{$firstpref}{Total} += $vote->{Weight};
+           votelog $vote, "counted for $firstpref ".pr $vote->{Weight};
        }
     }
     my @sorted;
-    my $sort_update = sub {
+    my $things_update = sub {
+       foreach my $s (values %sorted) {
+           $s->{Total} = sum0 map { $_->{Weight} } @{ $s->{Votes } };
+       }
        @sorted = nsort_by { -$_->{Total} } values %sorted;
     };
-    $sort_update->();
+    $things_update->();
 
     print DEBUG "SORTED\n", Dumper(\@sorted);
 
     push @stagerecord, { map { ($_->{Cand}, $_->{Total}) } @sorted };
 
-    my $totalvalid = 0;
+    my $totalvalid = 0/1;
     my $countvalid = sub {
        my ($l, $what) = @_;
        foreach my $s (@$l) {
@@ -174,18 +250,13 @@ for (;;) {
        last;
     }
 
-    my $placesremain = $places - @elected;
-
-    unless ($placesremain > 0) {
-       printf "Complete.\n";
-       last;
-    }
-
     my $quota = $totalvalid / ($placesremain + 1);
     printf "%7s %10s %s\n", 'quota', '', pr $quota;
 
     my $need_to_transfer_surplus = 1;
 
+    my @newsurpluses;
+
     # Look for people to elect.
     # We elect as many as we can, rather than recomputing the (lower) quota
     # (ERS rules 5.4.9)
@@ -193,23 +264,66 @@ for (;;) {
        my $s = $sorted[0];
        my $topvoters = $s->{Total};
        my $surplus = $topvoters - $quota;
-       last unless $surplus > 0;
+       last unless $surplus >= 0;
+       last unless $placesremain;
+
+       my @elect = equalpiles 'elect?', @sorted;
+
+       if (@elect > $placesremain) {
+           # oh my god
+           @elect = historically_prefer +1, @elect;
+           printf "%7s %10s\n", 'tie!', $elect[0]{Cand};
+       }
+
+       foreach $s (@elect) {
+           printf "%7s %10s ***************\n", 'ELECTED', $s->{Cand};
+           push @elected, $s->{Cand};
 
-       printf "%7s %10s ***************\n", 'ELECTED', $s->{Cand};
-       push @elected, $s->{Cand};
+           foreach my $vote (@{ $s->{Votes} }) {
+               votelog $vote, "elected $s->{Cand}";
+           }
 
-       my $derate = $topvoters / $surplus;
-       printf "%7s %10s %s\n", 'derate', $s->{Cand}, pr $derate;
+           $s->{Surplus} = $surplus;
+           push @newsurpluses, $s;
+           delete $sorted{ $s->{Cand} };
+           delete $continuing{ $s->{Cand} };
+           $placesremain--;
+       }
 
-       foreach my $vote (@{ $s->{Votes} }) {
-           votelog $vote, "elected $s->{Cand}, derated $derate";
-           $vote->{Weight} /= $derate;
+       $things_update->();
+    }
+
+    foreach my $s (@newsurpluses) {
+       # calculate the transfer value of each surplus
+       # we do this simultaneously, but based on the number of
+       # continuing candidates (excluding all the ones elected already)
+       # ERS rule 5.3.3
+
+       my $votes = $s->{Votes};
+       my $surplus = $s->{Surplus};
+       my $transferrable =
+           sum0
+           map { $_->{Weight} }
+           grep { !!voteliveprefs $_ }
+           @$votes;
+
+       my $derate = 1/1;
+       printf "%7s %10s %s\n", 'xfrable', $s->{Cand}, pr $transferrable;
+       if ($transferrable > $surplus) {
+           $derate = $transferrable / $surplus;
+           printf "%7s %10s %s\n", 'derate', $s->{Cand}, pr $derate;
+           foreach my $vote (@{ $s->{Votes} }) {
+               votelog $vote, "part of surplus, derated ". pr $derate;
+               $vote->{Weight} /= $derate;
+           }
        }
+       $s->{Total} = $transferrable / $derate;
+
        push @surpluses, $s;
-       delete $sorted{ $s->{Cand} };
-       delete $continuing{ $s->{Cand} };
 
-       $sort_update->();
+       $things_update->();
+       printf "%7s %10s %s\n", 'surplus', $s->{Cand}, pr $s->{Total};
+
        $need_to_transfer_surplus = 0;
        # before actually transferring a surplus, we will consider
        # eliminating, and then reconsider with a lower quota
@@ -221,31 +335,42 @@ for (;;) {
     # Look for people to eliminate
     # We eliminate before trying to transfer surpluses
     # ERS 5.2.5
+    my $elimvotebefore = 0/1;
     for (;;) {
        last unless @sorted;
 
-       printf "%18s\n", 'elimination round';
+       if ($elimvotebefore) {
+           printf "%18s %s\n", 'elimination, sofar', pr $elimvotebefore;
+       } elsif (@surpluses) {
+           printf "%18s\n", 'elimination, maybe';
+       } else {
+           printf "%18s\n", 'elimination, starts';
+       }
 
        my @elim = equalpiles 'elim?', reverse @sorted;
-       my $elimvotetotal = sum0 map { $_->{Total} } @elim;
+       my $elimvotenow = sum0 map { $_->{Total} } @elim;
 
-       if (@surpluses) {
+       if (@surpluses || $elimvotebefore) {
+           # rule 5.2.2
            if (@sorted == @elim) {
-               printf "%18s\n", 'no-elim, un-defer, (all-equal)';
+               printf "%18s\n", 'no-elim (all-equal)';
                last;
            }
            my $nextup = $sorted[ $#sorted - @elim ];
            printf "%7s %10s %s\n", 'nextup', $nextup->{Cand},
                pr $nextup->{Total};
-           my $aheadby = $nextup->{Total} - $elimvotetotal;
+           my $aheadby = $nextup->{Total} - ($elimvotenow + $elimvotebefore);
            unless ($deferredsurplus <= $aheadby) {
                # rule 5.2.2 (b)
-               printf "%18s %s\n", 'no-elim, un-defer', pr $aheadby;
+               printf "%18s %s\n", 'no-elim (nextup)', pr $aheadby;
                last;
            }
        }
 
-       if ((scalar keys %continuing) - (scalar @elim) < $placesremain) {
+       my $elim_tie =
+           @elim > 1 &&
+           (scalar keys %continuing) - (scalar @elim) < $placesremain;
+       if ($elim_tie) {
            # eliminate only one then, and try again
            printf "elim-tie!\n";
            @elim = historically_prefer -1, @elim;
@@ -255,14 +380,16 @@ for (;;) {
            my $c = $s->{Cand};
            printf "%7s %10s %s\n", 'ELIM', $c, '----------';
            my $votes = $s->{Votes};
-           votelog $_, "failed to stop $c elimination" foreach @$votes;
+           votelogfull $_, "failed to stop $c elimination" foreach @$votes;
+           $elimvotebefore += $s->{Total};
            delete $continuing{$c};
            delete $sorted{$c};
            push @unsorted, @$votes;
        }
        
-       $sort_update->();
+       $things_update->();
        $need_to_transfer_surplus = 0;
+       last if $elim_tie; # no more, then!
     }
     
     next unless $need_to_transfer_surplus;
@@ -279,9 +406,19 @@ for (;;) {
     my $c = $s->{Cand};
     printf "%7s %10s\n", 'xfer', $c;
     my $votes = $s->{Votes};
-    votelog $_, "surplus transferred" foreach @$votes;
+    votelogfull $_, "surplus transferred" foreach @$votes;
     @surpluses = grep { $_->{Cand} ne $c } @surpluses;
     push @unsorted, @$votes;
 }
 
+open VL, ">.stv.votes" or die $!;
+foreach my $vote (@allvotes) {
+    print VL "----------------------------------------\n";
+    print VL "voter $vote->{Voter}\n";
+    print VL "prefs ". (join " ", @{ $vote->{Prefs} }). "\n";
+    print VL $_, "\n" foreach @{ $vote->{Log} };
+}
+print VL "========================================\n";
+close VL;
+
 print "done.\n";