chiark / gitweb /
added common random-number generation and timer utilities
authorstevenj <stevenj@alum.mit.edu>
Fri, 24 Aug 2007 16:35:15 +0000 (12:35 -0400)
committerstevenj <stevenj@alum.mit.edu>
Fri, 24 Aug 2007 16:35:15 +0000 (12:35 -0400)
darcs-hash:20070824163515-c8de0-a83acc3d0d58d0e818fa27585dcefbc0c6a578b4.gz

14 files changed:
Makefile.am
api/Makefile.am
api/nlopt.c
api/nlopt.h
api/nlopt_minimize.3
configure.ac
stogo/Makefile.am
stogo/global.cc
test/Makefile.am
test/testopt.cpp
util/Makefile.am [new file with mode: 0644]
util/mt19937ar.c [new file with mode: 0644]
util/nlopt-util.h [new file with mode: 0644]
util/timer.c [new file with mode: 0644]

index 0fa9377287f11a0827e85c2e22cffd90c4b8db6b..a54a7fec8acdc26ab2f36340386e053db1386d4a 100644 (file)
@@ -3,11 +3,11 @@ lib_LTLIBRARIES = libnlopt.la
 
 ACLOCAL_AMFLAGS=-I ./m4
 
 
 ACLOCAL_AMFLAGS=-I ./m4
 
-SUBDIRS=lbfgs subplex direct stogo api . test
+SUBDIRS= util lbfgs subplex direct stogo api . test
 EXTRA_DIST=COPYRIGHT autogen.sh nlopt.pc.in m4
 
 libnlopt_la_SOURCES = 
 EXTRA_DIST=COPYRIGHT autogen.sh nlopt.pc.in m4
 
 libnlopt_la_SOURCES = 
-libnlopt_la_LIBADD = lbfgs/liblbfgs.la subplex/libsubplex.la direct/libdirect.la stogo/libstogo.la api/libapi.la
+libnlopt_la_LIBADD = lbfgs/liblbfgs.la subplex/libsubplex.la direct/libdirect.la stogo/libstogo.la api/libapi.la util/libutil.la
 
 libnlopt_la_LDFLAGS = -no-undefined -version-info @SHARED_VERSION_INFO@
 
 
 libnlopt_la_LDFLAGS = -no-undefined -version-info @SHARED_VERSION_INFO@
 
index 130dc3521bd1d1bf4835c6a6c9684b557f24fb32..71a0fc2799782849b19a6e493b64a54f9d0341a5 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-AM_CPPFLAGS = -I$(top_srcdir)/direct -I$(top_srcdir)/stogo -I$(top_srcdir)/lbfgs -I$(top_srcdir)/subplex
+AM_CPPFLAGS = -I$(top_srcdir)/direct -I$(top_srcdir)/stogo -I$(top_srcdir)/lbfgs -I$(top_srcdir)/subplex -I$(top_srcdir)/util
 
 include_HEADERS = nlopt.h
 noinst_LTLIBRARIES = libapi.la
 
 include_HEADERS = nlopt.h
 noinst_LTLIBRARIES = libapi.la
index 8ee08a0aae2dea3c88926fe25ce0df641f12d67b..8935286ff4a14667dcf032056b07d060f142cecf 100644 (file)
@@ -2,6 +2,7 @@
 #include <math.h>
 
 #include "nlopt.h"
 #include <math.h>
 
 #include "nlopt.h"
+#include "nlopt-util.h"
 #include "config.h"
 
 static const char nlopt_algorithm_names[NLOPT_NUM_ALGORITHMS][128] = {
 #include "config.h"
 
 static const char nlopt_algorithm_names[NLOPT_NUM_ALGORITHMS][128] = {
@@ -18,6 +19,16 @@ const char *nlopt_algorithm_name(nlopt_algorithm a)
      return nlopt_algorithm_names[a];
 }
 
      return nlopt_algorithm_names[a];
 }
 
+static int nlopt_srand_called = 0;
+void nlopt_srand(unsigned long seed) {
+     nlopt_srand_called = 1;
+     nlopt_init_genrand(seed);
+}
+
+void nlopt_srand_time() {
+     nlopt_srand(nlopt_time_seed());
+}
+
 static int my_isinf(double x) {
      return x == HUGE_VAL
 #ifdef HAVE_ISINF
 static int my_isinf(double x) {
      return x == HUGE_VAL
 #ifdef HAVE_ISINF
@@ -89,6 +100,10 @@ nlopt_result nlopt_minimize(
      d.lb = lb;
      d.ub = ub;
 
      d.lb = lb;
      d.ub = ub;
 
+     /* make sure rand generator is inited */
+     if (!nlopt_srand_called)
+         nlopt_srand_time(); /* default is non-deterministic */
+
      /* check bound constraints */
      for (i = 0; i < n; ++i)
          if (lb[i] > ub[i] || x[i] < lb[i] || x[i] > ub[i])
      /* check bound constraints */
      for (i = 0; i < n; ++i)
          if (lb[i] > ub[i] || x[i] < lb[i] || x[i] > ub[i])
index 5676706acb839739e7737fd91f4e710f155fb770..c480951e8ebd7c666916303536bd43d58c75da44 100644 (file)
@@ -48,6 +48,9 @@ extern nlopt_result nlopt_minimize(
      double xtol_rel, const double *xtol_abs,
      int maxeval, double maxtime);
 
      double xtol_rel, const double *xtol_abs,
      int maxeval, double maxtime);
 
+extern void nlopt_srand(unsigned long seed);
+extern void nlopt_srand_time(void);
+
 #ifdef __cplusplus
 }  /* extern "C" */
 #endif /* __cplusplus */
 #ifdef __cplusplus
 }  /* extern "C" */
 #endif /* __cplusplus */
index 885a3c4f35b233e1faa15b804a5647b6b64bfdd2..2a062bf9e2daa955182718c1c91c06b1d95d2055 100644 (file)
@@ -167,12 +167,14 @@ NaN is specified by the macro NAN in math.h (for ANSI C99).
 .SH ALGORITHMS
 The 
 .I algorithm
 .SH ALGORITHMS
 The 
 .I algorithm
-parameter can take on any of the following values:
+parameter specifies the optimization algorithm (for more detail on
+these, see the README files in the source-code subdirectories), and
+can take on any of the following values:
 .TP 
 .B NLOPT_GLOBAL_DIRECT
 Perform a global derivative-free optimization using the DIRECT search
 .TP 
 .B NLOPT_GLOBAL_DIRECT
 Perform a global derivative-free optimization using the DIRECT search
-algorithm by Jones et al.  See direct/README.  Supports arbitrary
-nonlinear constraints as described above.
+algorithm by Jones et al.  Supports arbitrary nonlinear constraints as
+described above.
 .TP 
 .B NLOPT_GLOBAL_DIRECT_L
 Perform a global derivative-free optimization using the DIRECT-L
 .TP 
 .B NLOPT_GLOBAL_DIRECT_L
 Perform a global derivative-free optimization using the DIRECT-L
@@ -194,6 +196,12 @@ works (both for simple bound constraints via
 and
 .I ub
 as well as nonlinear constraints as described above).
 and
 .I ub
 as well as nonlinear constraints as described above).
+.TP 
+.B NLOPT_GLOBAL_STOGO
+Global optimization using the StoGO algorithm by Madsen et al.  StoGO
+exploits gradient information (which must be supplied by the
+objective) for its local searches, and performs the global search by a
+stochastic branch-and-bound technique.  This stochastic
 .SH RETURN VALUE
 The value returned is one of the following enumerated constants.
 (Positive return values indicate successful termination, while negative
 .SH RETURN VALUE
 The value returned is one of the following enumerated constants.
 (Positive return values indicate successful termination, while negative
index 92fcebee11cd1293b8e497c1fd40bb36c6182016..c203bb46e4f8550f5635063ec6c1f277a655f6d4 100644 (file)
@@ -22,13 +22,21 @@ AC_PROG_LIBTOOL
 dnl Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
 AC_HEADER_STDC
 AC_HEADER_TIME
 dnl Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
 AC_HEADER_STDC
 AC_HEADER_TIME
-AC_CHECK_HEADERS([unistd.h getopt.h])
+AC_CHECK_HEADERS([unistd.h getopt.h stdint.h])
 AC_C_CONST
 AC_C_INLINE
 
 AC_C_CONST
 AC_C_INLINE
 
+dnl find 32-bit unsigned integer type for random-number generator
+AC_CHECK_SIZEOF(unsigned int)
+AC_CHECK_SIZEOF(unsigned long)
+AC_CHECK_TYPES(uint32_t, [], [], [$ac_includes_default
+#ifdef HAVE_STDINT_H
+#  include <stdint.h>
+#endif])
+
 dnl Checks for libraries and functions
 AC_CHECK_LIB(m, sin)
 dnl Checks for libraries and functions
 AC_CHECK_LIB(m, sin)
-AC_CHECK_FUNCS([BSDgettimeofday gettimeofday])
+AC_CHECK_FUNCS([BSDgettimeofday gettimeofday time])
 
 AC_MSG_CHECKING([for isnan])
 AC_TRY_LINK([#include <math.h>
 
 AC_MSG_CHECKING([for isnan])
 AC_TRY_LINK([#include <math.h>
@@ -79,6 +87,7 @@ AC_CONFIG_FILES([
    Makefile
    nlopt.pc
    api/Makefile
    Makefile
    nlopt.pc
    api/Makefile
+   util/Makefile
    direct/Makefile
    stogo/Makefile
    lbfgs/Makefile
    direct/Makefile
    stogo/Makefile
    lbfgs/Makefile
index f36a293d671da4731b6da2f87c4ee06a7567dbe7..287f03a7d88783ca03653a00512bb3fdd06e040e 100644 (file)
@@ -1,3 +1,5 @@
+AM_CPPFLAGS = -I$(top_srcdir)/util
+
 noinst_LTLIBRARIES = libstogo.la
 libstogo_la_SOURCES = global.cc linalg.cc local.cc stogo.cc tools.cc   \
 global.h linalg.h local.h stogo_config.h stogo.h tools.h
 noinst_LTLIBRARIES = libstogo.la
 libstogo_la_SOURCES = global.cc linalg.cc local.cc stogo.cc tools.cc   \
 global.h linalg.h local.h stogo_config.h stogo.h tools.h
index 80decbe876565b36368d8689f74720418c8a209d..d133371e552c2e4979c37afcfacbcc18bed52416 100644 (file)
 #include "stogo_config.h"
 #include "global.h"
 #include "local.h"
 #include "stogo_config.h"
 #include "global.h"
 #include "local.h"
+#include "nlopt-util.h"
 
 // Timer stuff
 
 // Timer stuff
-time_t   StartTime;
+double   StartTime;
 
 double MacEpsilon ;
 int FC=0, GC=0 ;
 
 double MacEpsilon ;
 int FC=0, GC=0 ;
@@ -93,8 +94,7 @@ void Global::FillRandom(RTBox SampleBox, RTBox box) {
   tmpTrial.objval=DBL_MAX;
   for (int i=1 ; i<=rnd_pnts ; i++) {
     for (int dir=0 ; dir<dim ; dir++)
   tmpTrial.objval=DBL_MAX;
   for (int i=1 ; i<=rnd_pnts ; i++) {
     for (int dir=0 ; dir<dim ; dir++)
-      tmpTrial.xvals(dir) =
-       box.lb(dir)+(box.ub(dir)-box.lb(dir))*(double(rand())/RAND_MAX) ;
+      tmpTrial.xvals(dir) = nlopt_urand(box.lb(dir), box.ub(dir));
     SampleBox.AddTrial(tmpTrial) ;
   }
 }
     SampleBox.AddTrial(tmpTrial) ;
   }
 }
@@ -196,7 +196,7 @@ void Global::Search(int axis, RCRVector x_av){
   }
 
   // Initialize timer
   }
 
   // Initialize timer
-  time(&StartTime);
+  StartTime = nlopt_seconds();
 
   // Clear priority_queues
   while (!Garbage.empty())
 
   // Clear priority_queues
   while (!Garbage.empty())
@@ -275,8 +275,7 @@ void Global::Search(int axis, RCRVector x_av){
 /************* Various utility functions ****************/
 double Global::GetTime()
 {
 /************* Various utility functions ****************/
 double Global::GetTime()
 {
- time_t ctime; time(&ctime);
- return difftime(ctime,StartTime);
+  return nlopt_seconds() - StartTime;
 }
 
 bool Global::InTime()
 }
 
 bool Global::InTime()
index a7895c5ae06bb2e6eb0a5607a0eeb08c7fbe7916..0851054e5286514d5766513a19468f710e5bdd38 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-AM_CPPFLAGS = -I$(top_srcdir)/api
+AM_CPPFLAGS = -I$(top_srcdir)/api -I$(top_srcdir)/util
 
 noinst_PROGRAMS = testopt
 
 
 noinst_PROGRAMS = testopt
 
index 795a39cf177b02f3103d16be1f79be65c7a836d4..eb8e4db2cc8b2ead63e8ef3515a6ac16355adc0f 100644 (file)
 #ifdef HAVE_GETOPT_H
 #  include <getopt.h>
 #endif
 #ifdef HAVE_GETOPT_H
 #  include <getopt.h>
 #endif
-#if TIME_WITH_SYS_TIME
-# include <sys/time.h>
-# include <time.h>
-#else
-# if HAVE_SYS_TIME_H
-#  include <sys/time.h>
-# else
-#  include <time.h>
-# endif
-#endif
 
 #include "nlopt.h"
 
 #include "nlopt.h"
+#include "nlopt-util.h"
 #include "testfuncs.h"
 
 #include "testfuncs.h"
 
-static double urand(double a, double b)
-{
-  return a + (rand() * (b - a) / RAND_MAX);
-}
-
 static nlopt_algorithm algorithm = NLOPT_GLOBAL_DIRECT;
 static double ftol_rel = 0, ftol_abs = 0, xtol_rel = 0;
 static int maxeval = 1000;
 static double maxtime = 0.0;
 
 static nlopt_algorithm algorithm = NLOPT_GLOBAL_DIRECT;
 static double ftol_rel = 0, ftol_abs = 0, xtol_rel = 0;
 static int maxeval = 1000;
 static double maxtime = 0.0;
 
+static void listalgs(FILE *f)
+{
+  int i;
+  fprintf(f, "Available algorithms:\n");
+  for (i = 0; i < NLOPT_NUM_ALGORITHMS; ++i)
+    fprintf(f, "  %2d: %s\n", i, nlopt_algorithm_name((nlopt_algorithm) i));
+}
+
+static void listfuncs(FILE *f)
+{
+  int i;
+  fprintf(f, "Available objective functions:\n");
+  for (i = 0; i < NTESTFUNCS; ++i)
+    fprintf(f, "  %2d: %s (%d dims)\n", i, testfuncs[i].name, testfuncs[i].n);
+}
+
 static int test_function(int ifunc)
 {
   testfunc func;
   int i;
   double *x, fmin, f0;
   nlopt_result ret;
 static int test_function(int ifunc)
 {
   testfunc func;
   int i;
   double *x, fmin, f0;
   nlopt_result ret;
+  double start = nlopt_seconds();
   
   if (ifunc < 0 || ifunc >= NTESTFUNCS) {
     fprintf(stderr, "testopt: invalid function %d\n", ifunc);
   
   if (ifunc < 0 || ifunc >= NTESTFUNCS) {
     fprintf(stderr, "testopt: invalid function %d\n", ifunc);
+    listfuncs(stderr);
     return 0;
   }
   func = testfuncs[ifunc];
     return 0;
   }
   func = testfuncs[ifunc];
@@ -61,7 +65,7 @@ static int test_function(int ifunc)
         func.name, func.n, nlopt_algorithm_name(algorithm));
   printf("Starting guess x = [");
   for (i = 0; i < func.n; ++i)
         func.name, func.n, nlopt_algorithm_name(algorithm));
   printf("Starting guess x = [");
   for (i = 0; i < func.n; ++i)
-    printf(" %g", x[i] = urand(func.lb[i], func.ub[i]));
+    printf(" %g", x[i] = nlopt_urand(func.lb[i], func.ub[i]));
   printf("]\n");
   f0 = func.f(func.n, x, x + func.n, func.f_data);
   printf("Starting function value = %g\n", f0);
   printf("]\n");
   f0 = func.f(func.n, x, x + func.n, func.f_data);
   printf("Starting function value = %g\n", f0);
@@ -85,6 +89,7 @@ static int test_function(int ifunc)
                       x, &fmin,
                       HUGE_VAL, ftol_rel, ftol_abs, xtol_rel, NULL,
                       maxeval, maxtime);
                       x, &fmin,
                       HUGE_VAL, ftol_rel, ftol_abs, xtol_rel, NULL,
                       maxeval, maxtime);
+  printf("finished after %g seconds.\n", nlopt_seconds() - start);
   printf("return code %d from nlopt_minimize\n", ret);
   if (ret < 0) {
     fprintf(stderr, "testopt: error in nlopt_minimize\n");
   printf("return code %d from nlopt_minimize\n", ret);
   if (ret < 0) {
     fprintf(stderr, "testopt: error in nlopt_minimize\n");
@@ -110,6 +115,7 @@ static void usage(FILE *f)
   fprintf(f, "Usage: testopt [OPTIONS]\n"
          "Options:\n"
          "     -h : print this help\n"
   fprintf(f, "Usage: testopt [OPTIONS]\n"
          "Options:\n"
          "     -h : print this help\n"
+         "     -L : list available algorithms and objective functions\n"
          "     -v : verbose mode\n"
          " -r <s> : use random seed <s> for starting guesses\n"
          " -a <n> : use optimization algorithm <n>\n"
          "     -v : verbose mode\n"
          " -r <s> : use random seed <s> for starting guesses\n"
          " -a <n> : use optimization algorithm <n>\n"
@@ -122,17 +128,21 @@ int main(int argc, char **argv)
 {
   int c;
   
 {
   int c;
   
-  srand((unsigned) time(NULL));
+  nlopt_srand_time();
   testfuncs_verbose = 0;
   
   if (argc <= 1)
     usage(stdout);
   
   testfuncs_verbose = 0;
   
   if (argc <= 1)
     usage(stdout);
   
-  while ((c = getopt(argc, argv, "hvra:o:e:")) != -1)
+  while ((c = getopt(argc, argv, "hLvra:o:e:")) != -1)
     switch (c) {
     case 'h':
       usage(stdout);
       return EXIT_SUCCESS;
     switch (c) {
     case 'h':
       usage(stdout);
       return EXIT_SUCCESS;
+    case 'L':
+      listalgs(stdout);
+      listfuncs(stdout);
+      return EXIT_SUCCESS;
     case 'v':
       testfuncs_verbose = 1;
       break;
     case 'v':
       testfuncs_verbose = 1;
       break;
@@ -143,6 +153,7 @@ int main(int argc, char **argv)
       c = atoi(optarg);
       if (c < 0 || c >= NLOPT_NUM_ALGORITHMS) {
        fprintf(stderr, "testopt: invalid algorithm %d\n", c);
       c = atoi(optarg);
       if (c < 0 || c >= NLOPT_NUM_ALGORITHMS) {
        fprintf(stderr, "testopt: invalid algorithm %d\n", c);
+       listalgs(stderr);
        return EXIT_FAILURE;
       }
       algorithm = (nlopt_algorithm) c;
        return EXIT_FAILURE;
       }
       algorithm = (nlopt_algorithm) c;
diff --git a/util/Makefile.am b/util/Makefile.am
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0bbe4b2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,2 @@
+noinst_LTLIBRARIES = libutil.la
+libutil_la_SOURCES = mt19937ar.c timer.c nlopt-util.h
diff --git a/util/mt19937ar.c b/util/mt19937ar.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..c499573
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,223 @@
+/* 
+   A C-program for MT19937, with initialization improved 2002/1/26.
+   Coded by Takuji Nishimura and Makoto Matsumoto.
+
+   Before using, initialize the state by using init_genrand(seed)  
+   or init_by_array(init_key, key_length).
+
+   Copyright (C) 1997 - 2002, Makoto Matsumoto and Takuji Nishimura,
+   All rights reserved.                          
+
+   Modified 2007 by Steven G. Johnson for use with NLopt (to avoid
+   namespace pollution, use uint32_t instead of unsigned long,
+   and add the urand function).
+
+   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+   modification, are permitted provided that the following conditions
+   are met:
+
+     1. Redistributions of source code must retain the above copyright
+        notice, this list of conditions and the following disclaimer.
+
+     2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+        notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
+        documentation and/or other materials provided with the distribution.
+
+     3. The names of its contributors may not be used to endorse or promote 
+        products derived from this software without specific prior written 
+        permission.
+
+   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
+   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
+   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
+   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR
+   CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
+   EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
+   PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
+   PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
+   LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
+   NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
+   SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+
+
+   Any feedback is very welcome.
+   http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/~m-mat/MT/emt.html
+   email: m-mat @ math.sci.hiroshima-u.ac.jp (remove space)
+*/
+
+#include "nlopt-util.h"
+#include "config.h"
+
+#if defined(HAVE_STDINT_H)
+#  include <stdint.h>
+#endif
+
+#ifndef HAVE_UINT32_T
+#  if SIZEOF_UNSIGNED_LONG == 4
+      typedef unsigned long uint32_t;
+#  elif SIZEOF_UNSIGNED_INT == 4
+      typedef unsigned int uint32_t;
+#  else
+#    error No 32-bit unsigned integer type
+#  endif
+#endif
+
+/* Period parameters */  
+#define N 624
+#define M 397
+#define MATRIX_A 0x9908b0dfUL   /* constant vector a */
+#define UPPER_MASK 0x80000000UL /* most significant w-r bits */
+#define LOWER_MASK 0x7fffffffUL /* least significant r bits */
+
+static uint32_t mt[N]; /* the array for the state vector  */
+static int mti=N+1; /* mti==N+1 means mt[N] is not initialized */
+
+/* initializes mt[N] with a seed */
+void nlopt_init_genrand(unsigned long s)
+{
+    mt[0]= s & 0xffffffffUL;
+    for (mti=1; mti<N; mti++) {
+        mt[mti] = 
+           (1812433253UL * (mt[mti-1] ^ (mt[mti-1] >> 30)) + mti); 
+        /* See Knuth TAOCP Vol2. 3rd Ed. P.106 for multiplier. */
+        /* In the previous versions, MSBs of the seed affect   */
+        /* only MSBs of the array mt[].                        */
+        /* 2002/01/09 modified by Makoto Matsumoto             */
+        mt[mti] &= 0xffffffffUL;
+        /* for >32 bit machines */
+    }
+}
+
+/* generates a random number on [0,0xffffffff]-interval */
+static uint32_t nlopt_genrand_int32(void)
+{
+    uint32_t y;
+    static uint32_t mag01[2]={0x0UL, MATRIX_A};
+    /* mag01[x] = x * MATRIX_A  for x=0,1 */
+
+    if (mti >= N) { /* generate N words at one time */
+        int kk;
+
+        if (mti == N+1)   /* if init_genrand() has not been called, */
+           nlopt_init_genrand(5489UL); /* a default initial seed is used */
+
+        for (kk=0;kk<N-M;kk++) {
+            y = (mt[kk]&UPPER_MASK)|(mt[kk+1]&LOWER_MASK);
+            mt[kk] = mt[kk+M] ^ (y >> 1) ^ mag01[y & 0x1UL];
+        }
+        for (;kk<N-1;kk++) {
+            y = (mt[kk]&UPPER_MASK)|(mt[kk+1]&LOWER_MASK);
+            mt[kk] = mt[kk+(M-N)] ^ (y >> 1) ^ mag01[y & 0x1UL];
+        }
+        y = (mt[N-1]&UPPER_MASK)|(mt[0]&LOWER_MASK);
+        mt[N-1] = mt[M-1] ^ (y >> 1) ^ mag01[y & 0x1UL];
+
+        mti = 0;
+    }
+  
+    y = mt[mti++];
+
+    /* Tempering */
+    y ^= (y >> 11);
+    y ^= (y << 7) & 0x9d2c5680UL;
+    y ^= (y << 15) & 0xefc60000UL;
+    y ^= (y >> 18);
+
+    return y;
+}
+
+#if 0 /* not used in NLopt */
+
+/* initialize by an array with array-length */
+/* init_key is the array for initializing keys */
+/* key_length is its length */
+/* slight change for C++, 2004/2/26 */
+static void nlopt_init_by_array(uint32_t init_key[], int key_length)
+{
+    int i, j, k;
+    nlopt_init_genrand(19650218UL);
+    i=1; j=0;
+    k = (N>key_length ? N : key_length);
+    for (; k; k--) {
+        mt[i] = (mt[i] ^ ((mt[i-1] ^ (mt[i-1] >> 30)) * 1664525UL))
+          + init_key[j] + j; /* non linear */
+        mt[i] &= 0xffffffffUL; /* for WORDSIZE > 32 machines */
+        i++; j++;
+        if (i>=N) { mt[0] = mt[N-1]; i=1; }
+        if (j>=key_length) j=0;
+    }
+    for (k=N-1; k; k--) {
+        mt[i] = (mt[i] ^ ((mt[i-1] ^ (mt[i-1] >> 30)) * 1566083941UL))
+          - i; /* non linear */
+        mt[i] &= 0xffffffffUL; /* for WORDSIZE > 32 machines */
+        i++;
+        if (i>=N) { mt[0] = mt[N-1]; i=1; }
+    }
+
+    mt[0] = 0x80000000UL; /* MSB is 1; assuring non-zero initial array */ 
+}
+
+/* generates a random number on [0,0x7fffffff]-interval */
+static long nlopt_genrand_int31(void)
+{
+    return (long)(nlopt_genrand_int32()>>1);
+}
+
+/* generates a random number on [0,1]-real-interval */
+static double nlopt_genrand_real1(void)
+{
+    return nlopt_genrand_int32()*(1.0/4294967295.0); 
+    /* divided by 2^32-1 */ 
+}
+
+/* generates a random number on [0,1)-real-interval */
+static double nlopt_genrand_real2(void)
+{
+    return nlopt_genrand_int32()*(1.0/4294967296.0); 
+    /* divided by 2^32 */
+}
+
+/* generates a random number on (0,1)-real-interval */
+static double nlopt_genrand_real3(void)
+{
+    return (((double)nlopt_genrand_int32()) + 0.5)*(1.0/4294967296.0); 
+    /* divided by 2^32 */
+}
+
+#endif
+
+/* generates a random number on [0,1) with 53-bit resolution*/
+static double nlopt_genrand_res53(void) 
+{ 
+    uint32_t a=nlopt_genrand_int32()>>5, b=nlopt_genrand_int32()>>6; 
+    return(a*67108864.0+b)*(1.0/9007199254740992.0); 
+} 
+/* These real versions are due to Isaku Wada, 2002/01/09 added */
+
+/* generate uniform random number in [a,b) with 53-bit resolution,
+   added by SGJ */
+double nlopt_urand(double a, double b)
+{
+     return(a + (b - a) * nlopt_genrand_res53());
+}
+
+#if 0
+#include <stdio.h>
+int main(void)
+{
+    int i;
+    uint32_t init[4]={0x123, 0x234, 0x345, 0x456}, length=4;
+    init_by_array(init, length);
+    printf("1000 outputs of nlopt_genrand_int32()\n");
+    for (i=0; i<1000; i++) {
+      printf("%10lu ", nlopt_genrand_int32());
+      if (i%5==4) printf("\n");
+    }
+    printf("\n1000 outputs of genrand_real2()\n");
+    for (i=0; i<1000; i++) {
+      printf("%10.8f ", genrand_real2());
+      if (i%5==4) printf("\n");
+    }
+    return 0;
+}
+#endif
diff --git a/util/nlopt-util.h b/util/nlopt-util.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..895db62
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,21 @@
+#ifndef NLOPT_UTIL_H
+#define NLOPT_UTIL_H
+
+#ifdef __cplusplus
+extern "C"
+{
+#endif /* __cplusplus */
+
+/* seconds timer */
+extern double nlopt_seconds(void);
+extern unsigned long nlopt_time_seed(void);
+
+/* pseudorandom number generation by Mersenne twister algorithm */
+extern void nlopt_init_genrand(unsigned long s);
+extern double nlopt_urand(double a, double b);
+
+#ifdef __cplusplus
+}  /* extern "C" */
+#endif /* __cplusplus */
+
+#endif
diff --git a/util/timer.c b/util/timer.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..843ba03
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,72 @@
+#include "nlopt-util.h"
+#include "config.h"
+
+#if TIME_WITH_SYS_TIME
+# include <sys/time.h>
+# include <time.h>
+#else
+# if HAVE_SYS_TIME_H
+#  include <sys/time.h>
+# else
+#  include <time.h>
+# endif
+#endif
+
+#if defined(_WIN32) || defined(__WIN32__)
+#  include <windows.h>    
+#endif
+
+/* return time in seconds since some arbitrary point in the past */
+double nlopt_seconds(void)
+{
+     static int start_inited = 0; /* whether start time has been initialized */
+#if defined(HAVE_GETTIMEOFDAY)
+     static struct timeval start;
+     struct timeval tv;
+     if (!start_inited) {
+         start_inited = 1;
+         gettimeofday(&start, NULL);
+     }
+     gettimeofday(&tv, NULL);
+     return (tv.tv_sec - start.tv_sec) + 1.e-6 * (tv.tv_usec - start.tv_sec);
+#elif defined(HAVE_TIME)
+     return time(NULL);
+#elif defined(_WIN32) || defined(__WIN32__)
+     static ULONGLONG start;
+     FILETIME ft;
+     if (!start_inited) {
+         start_inited = 1;
+         GetSystemTimeAsFileTime(&ft);
+         start = (((ULONGLONG) ft.dwHighDateTime) << 32) + ft.dwLowDateTime;
+     }
+     GetSystemTimeAsFileTime(&ft);
+     return 100e-9 * (((((ULONGLONG) ft.dwHighDateTime) << 32) + ft.dwLowDateTime) - start);
+#else
+     /* use clock() as a fallback... this is somewhat annoying
+       because clock() may wrap around with a fairly short period */
+     static clock_t start;
+     if (!start_inited) {
+         start_inited = 1;
+         start = clock();
+     }
+     return (clock() - start) * 1.0 / CLOCKS_PER_SEC;
+#endif
+}
+
+/* number based on time for use as random seed */
+unsigned long nlopt_time_seed(void)
+{
+#if defined(HAVE_GETTIMEOFDAY)
+     struct timeval tv;
+     gettimeofday(&tv, NULL);
+     return (tv.tv_sec ^ tv.tv_usec);
+#elif defined(HAVE_TIME)
+     return time(NULL);
+#elif defined(_WIN32) || defined(__WIN32__)
+     FILETIME ft;
+     GetSystemTimeAsFileTime(&ft);
+     return ft.dwHighDateTime ^ ft.dwLowDateTime;
+#else
+     return clock();
+#endif
+}