findcurve.c

   1 /*
   2  */
   3
   4 #include <math.h>
   5 #include <string.h>
   6 #include <assert.h>
   7
   8 #include <gsl/gsl_errno.h>
   9 #include <gsl/gsl_sf.h>
  10 #include <gsl/gsl_siman.h>
  11 #include <gsl/gsl_randist.h>
  12 #include <gsl/gsl_multimin.h>
  13
  14 #include "symbolic.c"
  15
  16 #define J_END_COL(i) \
  17   for (j=0; j<PN; j++) gsl_matrix_set(J,i,j,J_COL[j]);
  18
  19 static inline _Bool IS_SMALL(double v) {
  20   return v < 1E6;
  21 }
  22
  23 static inline double sinc(double x) {
  24   return gsl_sf_sinc(x / M_PI);
  25 }
  26
  27 static int NP;
  28 static double *INPUT; /* dyanmic array, on main's stack */
  29 static double PREP[NPREP];
  30
  31 #define GET_X(xg)                                       \
  32   double X[NX];                                         \
  33   ({ int get_x_i;                                       \
  34      for (get_x_i=0; get_x_i<NX; get_x_i++)             \
  35        X[get_x_i] = gsl_vector_get(xg, get_x_i);        \
  36   })
  37
  38 static void printcore(const double *X) {
  39   int i, j;
  40   DECLARE_F_G;
  41   CALCULATE_F_G;
  42   printf("[");
  43   for (i=0; i<NP; i++)
  44     for (j=0; j<3; j++)
  45       printf(" %25.18g,", POINT(i)[j]);
  46   printf(" ]\n");
  47 }
  48
  49 static void prepare(double X[] /* startpoint */) {
  50   /* fills in PREP and startpoint */
  51   PREPARE;
  52 }
  53
  54 //#define DEBUG
  55
  56 static double cb_f(const gsl_vector *xg, void *params) {
  57   int P;
  58
  59   GET_X(xg);
  60
  61   DECLARE_F_G;
  62   CALCULATE_F_G;
  63
  64 #ifdef DEBUG
  65   int i,j;
  66   printf(" Efunc\n");
  67   for (j=0; j<3; j++) {
  68     for (P=0; P<NP; P++)
  69       printf(" %7.4f", POINT(P)[j]);
  70     printf("\n");
  71   }
  72   printf("             ");
  73 #endif
  74
  75   CALCULATE_COST;
  76   return cost;
  77 }
  78
  79 static void __attribute__((unused))  cb_step(const gsl_rng *rng, void *xp, double step_size) {
  80   double *x = xp;
  81   int i;
  82   double step[NX];
  83   gsl_ran_dir_nd(rng, NX, step);
  84   for (i=0; i<NX; i++)
  85     x[i] += step_size * step[i];
  86   //printf("\n cb_step %p %10.7f [", xp, step_size);
  87   //for (i=0; i<N; i++) printf(" %10.7f,", step[i]);
  88   //printf("]\n");
  89 }
  90
  91 static double __attribute__((unused))  cb_metric(void *xp, void *yp) {
  92   const double *x=xp, *y=yp;
  93   int i;
  94   double s;
  95   for (i=0, s=0; i<NX; i++) {
  96     double d = x[i] - y[i];
  97     s += d*d;
  98   }
  99   return sqrt(s);
 100 }
 101
 102 static void __attribute__((unused)) cb_print(gsl_vector *xp) {
 103   GET_X(xp);
 104   printf("\n");
 105   printcore(X);
 106 }
 107
 108 static double scan1double(void) {
 109   double v;
 110   int r;
 111
 112   r = scanf("%lf",&v);
 113   if (ferror(stdin)) { perror("stdin"); exit(-1); }
 114   if (feof(stdin)) exit(0);
 115   if (r!=1) { fputs("bad input\n",stderr); exit(-1); }
 116   return v;
 117 }
 118
 119 int main(int argc, const char *const *argv) {
 120   double epsilon;
 121   int i, r;
 122
 123   NP = atoi(argv[1]);
 124   epsilon = atof(argv[2]);
 125
 126   double startpoint_X[NX];
 127   double input[NINPUT]; INPUT = input;
 128
 129   gsl_multimin_function func = {
 130     .f = cb_f,
 131     .n = NX,
 132     .params = 0,
 133   };
 134
 135   gsl_vector *current_gx = gsl_vector_alloc(NX);
 136   gsl_vector *step_size = gsl_vector_alloc(NX);
 137   gsl_vector_set_all(step_size, 0.01);
 138
 139   gsl_multimin_fminimizer *minimiser =
 140     gsl_multimin_fminimizer_alloc(gsl_multimin_fminimizer_nmsimplex2rand, NX);
 141
 142   for (;;) {
 143     /* NINPUT + 1 doubles: startpoint, epsilon for residual */
 144     for (i=0; i<NINPUT; i++)
 145       INPUT[i] = scan1double();
 146
 147     prepare(startpoint_X);
 148     for (i=0; i<NX; i++)
 149       gsl_vector_set(current_gx, i, startpoint_X[i]);
 150
 151     r = gsl_multimin_fminimizer_set(minimiser, &func, current_gx, step_size);
 152     assert(!r);
 153
 154     for (;;) {
 155       r = gsl_multimin_fminimizer_iterate(minimiser);
 156       assert(!r);
 157
 158       //cb_print(current_gx);
 159
 160       double size = gsl_multimin_fminimizer_size(minimiser);
 161       //printf(" size=%10.7f\n", size);
 162
 163       if (size < epsilon) break;
 164     }
 165
 166     cb_print(current_gx);
 167
 168     printf("[]\n");
 169     fflush(stdout);
 170   }
 171 }