User’s Guide May 2014 2 Contents Preface 21 1 Introduction 23 1.1 The ROOT Mailing Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.2 Contact Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.3 Conventions Used in This Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.4 The Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.4.1 What Is a Framework? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.4.2 Why Object-Oriented? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.5 Installing ROOT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.6 The Organization of the ROOT Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.6.1 $ROOTSYS/bin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.6.2 $ROOTSYS/lib . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.6.3 $ROOTSYS/tutorials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 1.6.4 $ROOTSYS/test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.6.5 $ROOTSYS/include . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.6.6 $ROOTSYS/<library> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.7 How to Find More Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.7.1 Class Reference Guide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2 Getting Started 33 2.1 Setting the Environment Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.2 Start and Quit a ROOT Session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.3 Using the GUI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.3.1 Main Menus and Toolbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.3.2 The Editor Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.3.3 Classes, Methods and Constructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.3.4 User Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.3.5 Building a Multi-pad Canvas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.3.6 Saving the Canvas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.3.7 Printing the Canvas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.4 The ROOT Command Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.4.1 Multi-line Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.4.2 Cling Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.4.3 Helpful Hints for Command Line Typing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3 4 CONTENTS 2.4.4 Regular Expression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.5 Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 2.5.1 Coding Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 2.5.2 Machine Independent Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.5.3 TObject . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.6 Global Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.6.1 gROOT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.6.2 gFile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.6.3 gDirectory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.6.4 gPad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.6.5 gRandom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.6.6 gEnv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.7 Environment Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.7.1 Logon and Logoff Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.7.2 History File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.7.3 Tracking Memory Leaks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.7.4 Memory Checker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.8 Converting from PAW to ROOT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.8.1 Converting HBOOK/PAW Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3 Histograms 53 3.1 The Histogram Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.2 Creating Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.2.1 Constant or Variable Bin Width . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3 Bin Numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.3.1 Convention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.3.2 Re-binning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.4 Filling Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.4.1 Automatic Re-binning Option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3.5 Random Numbers and Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3.6 Adding, Dividing, and Multiplying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.7 Projections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.8 Drawing Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.8.1 Setting the Style . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.8.2 Draw Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.8.3 Drawing a Sub-range of a 2-D Histogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.8.4 Superimposing Histograms with Different Scales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.8.5 Statistics Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3.8.6 Setting Line, Fill, Marker, and Text Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3.8.7 Setting Tick Marks on the Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 3.8.8 Giving Titles to the X, Y and Z Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 3.9 Making a Copy of an Histogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 3.10 Normalizing Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 CONTENTS 5 3.11 Saving/Reading Histograms to/from a File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 3.12 Miscellaneous Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 3.13 Alphanumeric Bin Labels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.13.1 Option 1: SetBinLabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.13.2 Option 2: Fill . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.13.3 Option 3: TTree::Draw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.13.4 Sort Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.14 Histogram Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 3.15 TH2Poly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 3.16 Profile Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 3.16.1 Build Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.16.2 Drawing a Profile without Error Bars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 3.16.3 Create a Profile from a 2D Histogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 3.16.4 Create a Histogram from a Profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 3.16.5 Generating a Profile from a TTree . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 3.16.6 2D Profiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 3.17 Iso Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 3.18 3D Implicit Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 3.19 TPie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 3.20 The User Interface for Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.20.1 TH1Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.20.2 TH2Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 4 Graphs 97 4.1 TGraph . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 4.1.1 Graph Draw Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 4.2 Superimposing Two Graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 4.3 Graphs with Error Bars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 4.4 Graphs with Asymmetric Error Bars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 4.5 Graphs with Asymmetric Bent Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 4.6 TGraphPolar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 4.7 TGraph Exclusion Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.8 TGraphQQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 4.8.1 Two Datasets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 4.8.2 One Dataset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 4.9 TMultiGraph . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 4.10 TGraph2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 4.11 TGraph2DErrors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 4.12 Fitting a Graph . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 4.13 Setting the Graph’s Axis Title . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 4.14 Zooming a Graph . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 4.15 The User Interface for Graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 6 CONTENTS 5 Fitting Histograms 117 5.1 The Fit Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.1.1 The TH1::Fit Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.1.2 The TGraph::Fit Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 5.2 The TF1 function class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 5.2.1 Fit with a Predefined Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 5.2.2 Creating User-Defined Functions (TF1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 5.3 Configuring the Fit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.3.1 Fixing and Setting Parameters’ Bounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.3.2 Fitting Sub Ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 5.3.3 Fitting Multiple Sub Ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 5.3.4 Adding Functions to the List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 5.4 Example of fit: Combining Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 5.5 Result of the fit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 5.5.1 Associated Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 5.5.2 Access to the Fit Parameters and Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 5.5.3 Associated Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 5.5.4 Fit Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 5.6 The Fit Panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 5.6.1 Function Choice and Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 5.6.2 Fitter Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 5.6.3 Draw Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 5.6.4 Advances Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 5.6.5 Print Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 5.6.6 Command Buttons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 5.6.7 Minimization Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 5.7 New ROOT::Fit classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 5.7.1 Creating the input fit data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 5.7.2 Creating the Fit model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 5.7.3 Fit Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 5.7.4 Minimizer Libraries and Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 5.7.5 Performing the Fit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 5.7.6 Fit Result . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.7.7 TFitResult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.8 The Minimization packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.9 MINUIT (Old TMInuit Version) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.9.1 Basic Concepts of Minuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 5.9.2 The Transformation of Limited Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 5.9.3 How to Get the Right Answer from Minuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.9.4 Reliability of Minuit Error Estimates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 5.10 Minuit2 Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 5.11 FUMILI Minimization Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 5.12 Neural Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 CONTENTS 7 5.12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 5.12.2 The MLP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 5.12.3 Learning Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 5.12.4 Using the Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 5.12.5 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 6 A Little C++ 147 6.1 Classes, Methods and Constructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 6.2 Inheritance and Data Encapsulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 6.2.1 Method Overriding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 6.2.2 Data Encapsulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 6.3 Creating Objects on the Stack and Heap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 7 The C++ Interpreter Cling 153 7.1 The ROOT Prompt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 7.2 Feeding Sources Files To ROOT: C++ Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 7.2.1 Executing a Script From a Script . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 7.2.2 Executing a Script From the Invocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 7.3 C++ Extensions To Ease Scripting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 7.4 ACLiC: Compiling Scripts Into Libraries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 7.4.1 Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 7.4.2 Setting the Include Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 7.4.3 Dictionary Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 7.4.4 Intermediate Steps and Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 7.4.5 Moving between Interpreter and Compiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 7.5 Classes Defined By Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 7.6 Inspecting Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 8 Object Ownership 165 8.1 Ownership by Current Directory (gDirectory) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 8.2 Ownership by the Master TROOT Object (gROOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 8.2.1 The Collection of Specials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 8.2.2 Access to the Collection Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 8.3 Ownership by Other Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 8.4 Ownership by the User . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 8.4.1 The kCanDelete Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 8.4.2 The kMustCleanup Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 9 Graphics and the Graphical User Interface 169 9.1 Drawing Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 9.2 Interacting with Graphical Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 9.2.1 Moving, Resizing and Modifying Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 9.2.2 Selecting Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 9.2.3 Context Menus: the Right Mouse Button . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 8 CONTENTS 9.2.4 Executing Events when a Cursor Passes on Top of an Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 9.3 Graphical Containers: Canvas and Pad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 9.3.1 The Global Pad: gPad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 9.3.2 The Coordinate Systems of a Pad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 9.3.3 Converting between Coordinate Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 9.3.4 Dividing a Pad into Sub-pads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 9.3.5 Updating the Pad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 9.3.6 Making a Pad Transparent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 9.3.7 Setting the Log Scale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 9.3.8 WaitPrimitive method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 9.3.9 Locking the Pad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 9.4 Graphical Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 9.4.1 Lines, Arrows and Polylines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 9.4.2 Circles and Ellipses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 9.4.3 Rectangles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 9.4.4 Markers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 9.4.5 Curly and Wavy Lines for Feynman Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 9.4.6 Text and Latex Mathematical Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 9.4.7 Greek Letters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 9.4.8 Mathematical Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 9.4.9 Text in a Pad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 9.4.10 The TeX Processor TMathText . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 9.5 Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 9.5.1 Axis Title . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 9.5.2 Axis Options and Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 9.5.3 Setting the Number of Divisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 9.5.4 Zooming the Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 9.5.5 Drawing Axis Independently of Graphs or Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 9.5.6 Orientation of Tick Marks on Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 9.5.7 Labels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 9.5.8 Axis with Time Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 9.5.9 Axis Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 9.6 Graphical Objects Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 9.6.1 Text Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 9.6.2 Line Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 9.6.3 Fill Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 9.6.4 Color and Color Palettes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 9.7 The Graphics Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 9.7.1 TAxisEditor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 9.7.2 TPadEditor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 9.8 Copy and Paste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 9.8.1 Using the GUI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 9.8.2 Programmatically . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 CONTENTS 9 9.9 Legends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 9.10 The PostScript Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 9.10.1 Special Characters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 9.10.2 Writing Several Canvases to the Same PostScript File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 9.10.3 The Color Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 9.11 The PDF Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 9.12 Create or Modify a Style . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 9.13 3D Viewers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 9.13.1 Invoking a 3D viewer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 9.13.2 The GL Viewer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 9.13.3 The X3D Viewer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 9.13.4 Common 3D Viewer Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 10 Folders and Tasks 243 10.1 Folders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 10.2 Why Use Folders? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 10.3 How to Use Folders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 10.3.1 Creating a Folder Hierarchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 10.3.2 Posting Data to a Folder (Producer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 10.3.3 Reading Data from a Folder (Consumer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 10.4 Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 10.5 Execute and Debug Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 11 Input/Output 251 11.1 The Physical Layout of ROOT Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 11.1.1 The File Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 11.1.2 The Top Directory Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 11.1.3 The Histogram Records . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 11.1.4 The Class Description List (StreamerInfo List) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 11.1.5 The List of Keys and the List of Free Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 11.1.6 File Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 11.2 The Logical ROOT File: TFile and TKey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 11.2.1 Viewing the Logical File Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 11.2.2 The Current Directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 11.2.3 Objects in Memory and Objects on Disk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 11.2.4 Saving Histograms to Disk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 11.2.5 Histograms and the Current Directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 11.2.6 Saving Objects to Disk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 11.2.7 Saving Collections to Disk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 11.2.8 A TFile Object Going Out of Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 11.2.9 Retrieving Objects from Disk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 11.2.10Subdirectories and Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 11.3 Streamers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 10 CONTENTS 11.3.1 Automatically Generated Streamers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 11.3.2 Transient Data Members (//!) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 11.3.3 The Pointer to Objects (//->) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 11.3.4 Variable Length Array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 11.3.5 Double32_t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 11.3.6 Prevent Splitting (//|| ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 11.3.7 Streamers with Special Additions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 11.3.8 Writing Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 11.3.9 Ignore Object Streamers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 11.3.10Streaming a TClonesArray . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 11.4 Pointers and References in Persistency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 11.4.1 Streaming C++ Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 11.4.2 Motivation for the TRef Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 11.4.3 Using TRef . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 11.4.4 How Does It Work? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 11.4.5 Action on Demand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 11.4.6 Array of TRef . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 11.5 Schema Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 11.5.1 The TStreamerInfo Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 11.5.2 The TStreamerElement Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 11.5.3 Example: TH1 StreamerInfo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 11.5.4 Optimized StreamerInfo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 11.5.5 Automatic Schema Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 11.5.6 Manual Data Model Evolution Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 11.5.7 Manual Schema Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 11.5.8 Building Class Definitions with the StreamerInfo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 11.5.9 Example: MakeProject . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 11.6 Migrating to ROOT 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 11.7 Compression and Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 11.8 Remotely Access to ROOT Files via a rootd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 11.8.1 TNetFile URL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 11.8.2 Remote Authentication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 11.8.3 A Simple Session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 11.8.4 The rootd Daemon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 11.8.5 Starting rootd via inetd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 11.8.6 Command Line Arguments for rootd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 11.9 Reading ROOT Files via Apache Web Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 11.9.1 Using the General Open Function of TFile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 11.10XML Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288