api/nlopt.h

   1 /* Copyright (c) 2007-2009 Massachusetts Institute of Technology
   2  *
   3  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
   4  * a copy of this software and associated documentation files (the
   5  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
   6  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
   7  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
   8  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
   9  * the following conditions:
  10  *
  11  * The above copyright notice and this permission notice shall be
  12  * included in all copies or substantial portions of the Software.
  13  *
  14  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  15  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  16  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  17  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE
  18  * LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION
  19  * OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION
  20  * WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  21  */
  22
  23 #ifndef NLOPT_H
  24 #define NLOPT_H
  25
  26 #include <stddef.h> /* for ptrdiff_t */
  27
  28 /* for Windows compilers, you should add a line
  29            #define NLOPT_DLL
  30    when using NLopt from a DLL, in order to do the proper
  31    Windows importing nonsense. */
  32 #if defined(NLOPT_DLL) && (defined(_WIN32) || defined(__WIN32__))
  33 /* annoying Windows syntax for calling functions in a DLL */
  34 #  define NLOPT_EXTERN extern __declspec(dllimport)
  35 #else
  36 #  define NLOPT_EXTERN extern
  37 #endif
  38
  39 #ifdef __cplusplus
  40 extern "C"
  41 {
  42 #endif /* __cplusplus */
  43
  44 typedef double (*nlopt_func)(int n, const double *x,
  45                              double *gradient, /* NULL if not needed */
  46                              void *func_data);
  47
  48 typedef enum {
  49      /* Naming conventions:
  50
  51         NLOPT_{G/L}{D/N}_*
  52             = global/local derivative/no-derivative optimization,
  53               respectively
  54
  55         *_RAND algorithms involve some randomization.
  56
  57         *_NOSCAL algorithms are *not* scaled to a unit hypercube
  58                  (i.e. they are sensitive to the units of x)
  59         */
  60
  61      NLOPT_GN_DIRECT = 0,
  62      NLOPT_GN_DIRECT_L,
  63      NLOPT_GN_DIRECT_L_RAND,
  64      NLOPT_GN_DIRECT_NOSCAL,
  65      NLOPT_GN_DIRECT_L_NOSCAL,
  66      NLOPT_GN_DIRECT_L_RAND_NOSCAL,
  67
  68      NLOPT_GN_ORIG_DIRECT,
  69      NLOPT_GN_ORIG_DIRECT_L,
  70
  71      NLOPT_GD_STOGO,
  72      NLOPT_GD_STOGO_RAND,
  73
  74      NLOPT_LD_LBFGS_NOCEDAL,
  75
  76      NLOPT_LD_LBFGS,
  77
  78      NLOPT_LN_PRAXIS,
  79
  80      NLOPT_LD_VAR1,
  81      NLOPT_LD_VAR2,
  82
  83      NLOPT_LD_TNEWTON,
  84      NLOPT_LD_TNEWTON_RESTART,
  85      NLOPT_LD_TNEWTON_PRECOND,
  86      NLOPT_LD_TNEWTON_PRECOND_RESTART,
  87
  88      NLOPT_GN_CRS2_LM,
  89
  90      NLOPT_GN_MLSL,
  91      NLOPT_GD_MLSL,
  92      NLOPT_GN_MLSL_LDS,
  93      NLOPT_GD_MLSL_LDS,
  94
  95      NLOPT_LD_MMA,
  96
  97      NLOPT_LN_COBYLA,
  98
  99      NLOPT_LN_NEWUOA,
 100      NLOPT_LN_NEWUOA_BOUND,
 101
 102      NLOPT_LN_NELDERMEAD,
 103      NLOPT_LN_SBPLX,
 104
 105      NLOPT_LN_AUGLAG,
 106      NLOPT_LD_AUGLAG,
 107      NLOPT_LN_AUGLAG_EQ,
 108      NLOPT_LD_AUGLAG_EQ,
 109
 110      NLOPT_LN_BOBYQA,
 111
 112      NLOPT_GN_ISRES,
 113
 114      NLOPT_NUM_ALGORITHMS /* not an algorithm, just the number of them */
 115 } nlopt_algorithm;
 116
 117 extern const char *nlopt_algorithm_name(nlopt_algorithm a);
 118
 119 typedef enum {
 120      NLOPT_FAILURE = -1, /* generic failure code */
 121      NLOPT_INVALID_ARGS = -2,
 122      NLOPT_OUT_OF_MEMORY = -3,
 123      NLOPT_ROUNDOFF_LIMITED = -4,
 124
 125      NLOPT_SUCCESS = 1, /* generic success code */
 126      NLOPT_MINF_MAX_REACHED = 2,
 127      NLOPT_FTOL_REACHED = 3,
 128      NLOPT_XTOL_REACHED = 4,
 129      NLOPT_MAXEVAL_REACHED = 5,
 130      NLOPT_MAXTIME_REACHED = 6
 131 } nlopt_result;
 132
 133 NLOPT_EXTERN nlopt_result nlopt_minimize(
 134      nlopt_algorithm algorithm,
 135      int n, nlopt_func f, void *f_data,
 136      const double *lb, const double *ub, /* bounds */
 137      double *x, /* in: initial guess, out: minimizer */
 138      double *minf, /* out: minimum */
 139      double minf_max, double ftol_rel, double ftol_abs,
 140      double xtol_rel, const double *xtol_abs,
 141      int maxeval, double maxtime);
 142
 143 NLOPT_EXTERN nlopt_result nlopt_minimize_constrained(
 144      nlopt_algorithm algorithm,
 145      int n, nlopt_func f, void *f_data,
 146      int m, nlopt_func fc, void *fc_data, ptrdiff_t fc_datum_size,
 147      const double *lb, const double *ub, /* bounds */
 148      double *x, /* in: initial guess, out: minimizer */
 149      double *minf, /* out: minimum */
 150      double minf_max, double ftol_rel, double ftol_abs,
 151      double xtol_rel, const double *xtol_abs,
 152      int maxeval, double maxtime);
 153
 154 NLOPT_EXTERN nlopt_result nlopt_minimize_econstrained(
 155      nlopt_algorithm algorithm,
 156      int n, nlopt_func f, void *f_data,
 157      int m, nlopt_func fc, void *fc_data, ptrdiff_t fc_datum_size,
 158      int p, nlopt_func h, void *h_data, ptrdiff_t h_datum_size,
 159      const double *lb, const double *ub, /* bounds */
 160      double *x, /* in: initial guess, out: minimizer */
 161      double *minf, /* out: minimum */
 162      double minf_max, double ftol_rel, double ftol_abs,
 163      double xtol_rel, const double *xtol_abs,
 164      double htol_rel, double htol_abs,
 165      int maxeval, double maxtime);
 166
 167 NLOPT_EXTERN void nlopt_srand(unsigned long seed);
 168 NLOPT_EXTERN void nlopt_srand_time(void);
 169
 170 NLOPT_EXTERN void nlopt_version(int *major, int *minor, int *bugfix);
 171
 172 NLOPT_EXTERN void nlopt_get_local_search_algorithm(nlopt_algorithm *deriv,
 173                                              nlopt_algorithm *nonderiv,
 174                                              int *maxeval);
 175 NLOPT_EXTERN void nlopt_set_local_search_algorithm(nlopt_algorithm deriv,
 176                                              nlopt_algorithm nonderiv,
 177                                              int maxeval);
 178
 179 NLOPT_EXTERN int nlopt_get_stochastic_population(void);
 180 NLOPT_EXTERN void nlopt_set_stochastic_population(int pop);
 181
 182 #ifdef __cplusplus
 183 }  /* extern "C" */
 184 #endif /* __cplusplus */
 185
 186 #endif