stogo/prog.cc

   1 /*
   2         A simple program to test the global optimizer.
   3 */
   4
   5 #include "global.h"
   6 #include "tools.h"
   7 #include "testfun.h"
   8
   9 #define STRLEN_MAX 80
  10
  11 int main() {
  12   bool AVfail, AVflag;
  13   int testfnc, dim, axis, i;
  14   double AVbest;
  15   Pdom  Dom;
  16   Pgrad Grad;
  17   Pobj  Obj;
  18
  19   cout << "Global Optimizer v0.1" << endl;
  20   cout << "1.  Rosenbrock (min=0)" << endl;
  21   cout << "2.  McCormick (min=-1.91)" << endl;
  22   cout << "3.  Box & Betts (min=0)" << endl;
  23   cout << "4.  Paviani (min=-45.7)" << endl;
  24   cout << "5.  Extended Beale (min=0)" << endl;
  25   cout << "6.  Three-hump Camel (min=0)" << endl;
  26   cout << "7.  Jacobsen & Pedersen (min=3)" << endl;
  27   cout << "8.  Poly1 (min=0)" << endl;
  28   cout << "9.  Six-hump Camel (min=-1.03) " << endl;
  29   cout << "10. One-dimensional (min=-23.58)" << endl;
  30   cout << "11. Kowalik (min=0.0003075)" << endl;
  31   cout << "12. Hansen (min=-176.54)" << endl;
  32   cout << "13. Shubert (min=-24.06)" << endl;
  33   cout << "14. Griewank (min=0)" << endl;
  34   cout << "15. Levy4 (min=-21.502)" << endl;
  35   cout << "16. Levy5 (min=-11.504)" << endl;
  36   cout << "17. Levy6 (min=-11.504)" << endl;
  37   cout << "18. Levy7 (min=-11.504)" << endl;
  38   cout << "19. Rastrigin (min=0)" << endl;
  39   cout << "20. Trid" << endl;
  40   cout << "21. Perm(4,50)" << endl;
  41   cout << "22. Perm(4,0.5)" << endl;
  42   cout << "23. Powersum(8,18,44,114)" << endl;
  43   cout << "24. Schwefel (min=-12569.5)" << endl;
  44   cout << "25. Shekel (-10.0)" << endl;
  45   cout << endl << "Select test function :";
  46   cin >> testfnc;
  47
  48   switch (testfnc) {
  49   case 10:
  50     dim=1;
  51     Dom=Domain_OneDim;
  52     Obj=Objective_OneDim;
  53     Grad=Gradient_OneDim;
  54     break;
  55   case 1:
  56     dim=2;
  57     Dom=Domain_Rosenbrock;
  58     Obj=Objective_Rosenbrock;
  59     Grad=Gradient_Rosenbrock;
  60     break;
  61   case 8:
  62     dim=2;
  63     Dom=Domain_Poly1;
  64     Obj=Objective_Poly1;
  65     Grad=Gradient_Poly1;
  66     break;
  67   case 7:
  68     dim=2;
  69     Dom=Domain_Jacobsen;
  70     Obj=Objective_Jacobsen;
  71     Grad=Gradient_Jacobsen;
  72     break;
  73   case 6:
  74     dim=2;
  75     Dom=Domain_Camel3;
  76     Obj=Objective_Camel3;
  77     Grad=Gradient_Camel3;
  78     break;
  79   case 5:
  80     dim=2;
  81     Dom=Domain_Beale3;
  82     Obj=Objective_Beale3;
  83     Grad=Gradient_Beale3;
  84     break;
  85   case 4:
  86     dim=10;
  87     Dom=Domain_Paviani;
  88     Obj=Objective_Paviani;
  89     Grad=Gradient_Paviani;
  90     break;
  91   case 12:
  92     dim=2;
  93     Dom=Domain_Hansen;
  94     Obj=Objective_Hansen;
  95     Grad=Gradient_Hansen;
  96     break;
  97   case 13:
  98     dim=2;
  99     Dom=Domain_Shubert;
 100     Obj=Objective_Shubert;
 101     Grad=Gradient_Shubert;
 102     break;
 103   case 11:
 104     dim=4;
 105     Dom=Domain_Kowalik;
 106     Obj=Objective_Kowalik;
 107     Grad=Gradient_Kowalik;
 108     break;
 109   case 9:
 110     dim=2;
 111     Dom=Domain_Camel6;
 112     Obj=Objective_Camel6;
 113     Grad=Gradient_Camel6;
 114     break;
 115   case 2:
 116     dim=2;
 117     Dom=Domain_McCormick;
 118     Obj=Objective_McCormick;
 119     Grad=Gradient_McCormick;
 120     break;
 121   case 3:
 122     dim=3;
 123     Dom=Domain_BoxBetts;
 124     Obj=Objective_BoxBetts;
 125     Grad=Gradient_BoxBetts;
 126     break;
 127   case 14:
 128     dim=10;
 129     Dom=Domain_Griewank;
 130     Obj=Objective_Griewank;
 131     Grad=Gradient_Griewank;
 132     break;
 133   case 15:
 134     dim=4;
 135     Dom=Domain_Levy;
 136     Obj=Objective_Levy;
 137     Grad=Gradient_Levy;
 138     break;
 139   case 16:
 140     dim=5;
 141     Dom=Domain_Levy;
 142     Obj=Objective_Levy;
 143     Grad=Gradient_Levy;
 144     break;
 145  case 17:
 146     dim=6;
 147     Dom=Domain_Levy;
 148     Obj=Objective_Levy;
 149     Grad=Gradient_Levy;
 150     break;
 151  case 18:
 152     dim=7;
 153     Dom=Domain_Levy;
 154     Obj=Objective_Levy;
 155     Grad=Gradient_Levy;
 156     break;
 157   case 19:
 158     cout << "Enter problem dimension ";
 159     int rast_dim;
 160     cin >> rast_dim;
 161     dim=rast_dim;
 162     Dom=Domain_Rastrigin;
 163     Obj=Objective_Rastrigin;
 164     Grad=Gradient_Rastrigin;
 165     break;
 166   case 20:
 167     cout << "Enter problem dimension (two or larger) ";
 168     int trid_dim;
 169     cin >> trid_dim;
 170     dim=trid_dim;
 171     Dom=Domain_Trid;
 172     Obj=Objective_Trid;
 173     Grad=Gradient_Trid;
 174     break;
 175   case 21:
 176     dim=4;
 177     Dom=Domain_Perm;
 178     Obj=Objective_Perm_4_50;
 179     Grad=Gradient_Perm_4_50;
 180     break;
 181  case 22:
 182     dim=4;
 183     Dom=Domain_Perm;
 184     Obj=Objective_Perm_4_05;
 185     Grad=Gradient_Perm_4_05;
 186     break;
 187  case 23:
 188     dim=4;
 189     Dom=Domain_Powersum;
 190     Obj=Objective_Powersum;
 191     Grad=Gradient_Powersum;
 192     break;
 193  case 24:
 194     cout << "Enter problem dimension ";
 195     int schwef_dim;
 196     cin >> schwef_dim;
 197     dim=schwef_dim;
 198     Dom=Domain_Schwefel;
 199     Obj=Objective_Schwefel;
 200     Grad=Gradient_Schwefel;
 201     break;
 202   case 25:
 203     dim=4;
 204     Dom=Domain_Shekel;
 205     Obj=Objective_Shekel;
 206     Grad=Gradient_Shekel;
 207     break;
 208   default:
 209     cout << "Error : Function not defined" << endl;
 210     exit(1);
 211   }
 212
 213   cout << "Dimension=" <<dim << endl;
 214   TBox D(dim);
 215   Dom(D);
 216   cout << "Domain=";
 217   for (i=0; i<dim; i++)
 218     cout << "[" << D.lb(i) << "," << D.ub(i) << "]";
 219   cout << endl << endl;
 220
 221   GlobalParams params;
 222   cout << "Enter time limit (seconds) ";
 223   cin >> params.maxtime;
 224   if (params.maxtime<1) {
 225     cout << "Warning: time limit set to 1 second\n";
 226   }
 227   params.maxeval = 0;
 228   cout << "Use factory settings (y/n) ";
 229   char str[STRLEN_MAX]; cin >> str;
 230   if (str[0]=='y') {
 231     params.det_pnts=2*dim+1; params.rnd_pnts=0;
 232     params.eps_cl=0.1; params.rshift=0.3;
 233     params.mu=1.0E-4; AVflag=FALSE;
 234   }
 235   else {
 236     cout << "Number of deterministic points ";
 237     cin >> params.det_pnts;
 238     cout << "Numer of stochastic points ";
 239     cin >> params.rnd_pnts;
 240     cout << "Radius of attraction ";
 241     cin >> params.eps_cl;
 242     cout << "Parameter rshift ";
 243     cin >> params.rshift;
 244     cout << "Parameter mu ";
 245     cin >> params.mu;
 246     cout << "Use the AV initialization (y/n) ";
 247     cin >> str;
 248     if (str[0]=='y') AVflag=TRUE; else AVflag=FALSE;
 249   }
 250
 251   Global Problem(D,Obj, Grad, params);
 252   RVector x_av(dim);
 253   if (AVflag==TRUE) {
 254     cout << "Enter time limit for each coordinate direction (seconds) ";
 255     cin >> params.maxtime;
 256     if (params.maxtime<1) {
 257       cout << "Warning: time limit set to 1 second\n";
 258     }
 259     params.maxeval = 0;
 260     params.det_pnts=3;
 261     TBox I(1);
 262     Global AV(I, Obj, Grad, params);
 263
 264     x_av=0.0; AVfail=FALSE;
 265     for (axis=0; axis<Problem.dim; axis++) {
 266       cout << "### axis=" << axis << " ###" << endl;
 267       I.lb=(D.lb)(axis); I.ub=(D.ub)(axis);
 268       AV.SetDomain(I);
 269       AV.ClearSolSet();
 270       AV.Search(axis, x_av);
 271
 272       if (AV.NoMinimizers()) {
 273         cout << "AV failed with axis=" << axis << endl;
 274         AVfail=TRUE; break;
 275       }
 276     }
 277
 278     if (AVfail==FALSE) {
 279       AVbest=AV.GetMinValue();
 280       cout << "### AV Located x=" << x_av << " fbound=" << AVbest << endl;
 281       RVector AVx(Problem.dim);
 282       AVx=x_av;
 283
 284       // Use result from AV for new fbound
 285       Problem.SetMinValue(AVbest);
 286
 287       // Add the best point found to the initial box (domain)
 288       Problem.AddPoint(x_av, AVbest);
 289     }
 290   }
 291
 292   // Perform the main search
 293   cout << "### Starting main search ###" << endl;
 294   Problem.Search(-1, x_av);
 295
 296   cout << "Optimization terminated. Current set of minimizers is" << endl;
 297   if (Problem.NoMinimizers() && AVflag==FALSE)
 298     cout << "### No improvement found ###" << endl;
 299   else
 300     Problem.DispMinimizers();
 301 }