source: trunk/Cbc/src/CbcHeuristicRINS.cpp @ 2094

Last change on this file since 2094 was 2094, checked in by forrest, 4 years ago

for memory leaks and heuristics and some experimental stuff

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 13.0 KB
Line 
1/* $Id: CbcHeuristicRINS.cpp 2094 2014-11-18 11:15:36Z forrest $ */
2// Copyright (C) 2006, International Business Machines
3// Corporation and others.  All Rights Reserved.
4// This code is licensed under the terms of the Eclipse Public License (EPL).
5
6#if defined(_MSC_VER)
7// Turn off compiler warning about long names
8#  pragma warning(disable:4786)
9#endif
10#include <cassert>
11#include <cstdlib>
12#include <cmath>
13#include <cfloat>
14
15#include "OsiSolverInterface.hpp"
16#include "CbcModel.hpp"
17#include "CbcMessage.hpp"
18#include "CbcHeuristicRINS.hpp"
19#include "CbcBranchActual.hpp"
20#include "CbcStrategy.hpp"
21#include "CglPreProcess.hpp"
22
23// Default Constructor
24CbcHeuristicRINS::CbcHeuristicRINS()
25        : CbcHeuristic()
26{
27    numberSolutions_ = 0;
28    numberSuccesses_ = 0;
29    numberTries_ = 0;
30    stateOfFixing_ = 0;
31    shallowDepth_ = 0;
32    lastNode_ = -999999;
33    howOften_ = 100;
34    decayFactor_ = 0.5;
35    used_ = NULL;
36    whereFrom_ = 1 + 8 + 16 + 255 * 256;
37    whereFrom_ = 1 + 8 + 255 * 256;
38}
39
40// Constructor with model - assumed before cuts
41
42CbcHeuristicRINS::CbcHeuristicRINS(CbcModel & model)
43        : CbcHeuristic(model)
44{
45    numberSolutions_ = 0;
46    numberSuccesses_ = 0;
47    numberTries_ = 0;
48    stateOfFixing_ = 0;
49    shallowDepth_ = 0;
50    lastNode_ = -999999;
51    howOften_ = 100;
52    decayFactor_ = 0.5;
53    assert(model.solver());
54    int numberColumns = model.solver()->getNumCols();
55    used_ = new char[numberColumns];
56    memset(used_, 0, numberColumns);
57    whereFrom_ = 1 + 8 + 16 + 255 * 256;
58    whereFrom_ = 1 + 8 + 255 * 256;
59}
60
61// Destructor
62CbcHeuristicRINS::~CbcHeuristicRINS ()
63{
64    delete [] used_;
65}
66
67// Clone
68CbcHeuristic *
69CbcHeuristicRINS::clone() const
70{
71    return new CbcHeuristicRINS(*this);
72}
73
74// Assignment operator
75CbcHeuristicRINS &
76CbcHeuristicRINS::operator=( const CbcHeuristicRINS & rhs)
77{
78    if (this != &rhs) {
79        CbcHeuristic::operator=(rhs);
80        numberSolutions_ = rhs.numberSolutions_;
81        howOften_ = rhs.howOften_;
82        numberSuccesses_ = rhs.numberSuccesses_;
83        numberTries_ = rhs.numberTries_;
84        stateOfFixing_ = rhs.stateOfFixing_;
85        lastNode_ = rhs.lastNode_;
86        delete [] used_;
87        if (model_ && rhs.used_) {
88            int numberColumns = model_->solver()->getNumCols();
89            used_ = new char[numberColumns];
90            memcpy(used_, rhs.used_, numberColumns);
91        } else {
92            used_ = NULL;
93        }
94    }
95    return *this;
96}
97
98// Create C++ lines to get to current state
99void
100CbcHeuristicRINS::generateCpp( FILE * fp)
101{
102    CbcHeuristicRINS other;
103    fprintf(fp, "0#include \"CbcHeuristicRINS.hpp\"\n");
104    fprintf(fp, "3  CbcHeuristicRINS heuristicRINS(*cbcModel);\n");
105    CbcHeuristic::generateCpp(fp, "heuristicRINS");
106    if (howOften_ != other.howOften_)
107        fprintf(fp, "3  heuristicRINS.setHowOften(%d);\n", howOften_);
108    else
109        fprintf(fp, "4  heuristicRINS.setHowOften(%d);\n", howOften_);
110    fprintf(fp, "3  cbcModel->addHeuristic(&heuristicRINS);\n");
111}
112
113// Copy constructor
114CbcHeuristicRINS::CbcHeuristicRINS(const CbcHeuristicRINS & rhs)
115        :
116        CbcHeuristic(rhs),
117        numberSolutions_(rhs.numberSolutions_),
118        howOften_(rhs.howOften_),
119        numberSuccesses_(rhs.numberSuccesses_),
120        numberTries_(rhs.numberTries_),
121        stateOfFixing_(rhs.stateOfFixing_),
122        lastNode_(rhs.lastNode_)
123{
124    if (model_ && rhs.used_) {
125        int numberColumns = model_->solver()->getNumCols();
126        used_ = new char[numberColumns];
127        memcpy(used_, rhs.used_, numberColumns);
128    } else {
129        used_ = NULL;
130    }
131}
132// Resets stuff if model changes
133void
134CbcHeuristicRINS::resetModel(CbcModel * /*model*/)
135{
136    //CbcHeuristic::resetModel(model);
137    delete [] used_;
138    stateOfFixing_ = 0;
139    if (model_ && used_) {
140        int numberColumns = model_->solver()->getNumCols();
141        used_ = new char[numberColumns];
142        memset(used_, 0, numberColumns);
143    } else {
144        used_ = NULL;
145    }
146}
147/*
148  First tries setting a variable to better value.  If feasible then
149  tries setting others.  If not feasible then tries swaps
150  Returns 1 if solution, 0 if not */
151int
152CbcHeuristicRINS::solution(double & solutionValue,
153                           double * betterSolution)
154{
155    numCouldRun_++;
156    int returnCode = 0;
157    const double * bestSolution = model_->bestSolution();
158    if (!bestSolution)
159        return 0; // No solution found yet
160#ifdef HEURISTIC_INFORM
161    printf("Entering heuristic %s - nRuns %d numCould %d when %d\n",
162           heuristicName(),numRuns_,numCouldRun_,when_);
163#endif
164    if (numberSolutions_ < model_->getSolutionCount()) {
165        // new solution - add info
166        numberSolutions_ = model_->getSolutionCount();
167
168        int numberIntegers = model_->numberIntegers();
169        const int * integerVariable = model_->integerVariable();
170
171        int i;
172        for (i = 0; i < numberIntegers; i++) {
173            int iColumn = integerVariable[i];
174            const OsiObject * object = model_->object(i);
175            // get original bounds
176            double originalLower;
177            double originalUpper;
178            getIntegerInformation( object, originalLower, originalUpper);
179            double value = bestSolution[iColumn];
180            if (value < originalLower) {
181                value = originalLower;
182            } else if (value > originalUpper) {
183                value = originalUpper;
184            }
185            double nearest = floor(value + 0.5);
186            // if away from lower bound mark that fact
187            if (nearest > originalLower) {
188                used_[iColumn] = 1;
189            }
190        }
191    }
192    int numberNodes = model_->getNodeCount();
193    if (howOften_ == 100) {
194        if (numberNodes < lastNode_ + 12)
195            return 0;
196        // Do at 50 and 100
197        if ((numberNodes > 40 && numberNodes <= 50) || (numberNodes > 90 && numberNodes < 100))
198            numberNodes = howOften_;
199    }
200    // Allow for infeasible nodes - so do anyway after a bit
201    if (howOften_ >= 100 && numberNodes >= lastNode_ + 2*howOften_) {
202        numberNodes = howOften_;
203    }
204    if ((numberNodes % howOften_) == 0 && (model_->getCurrentPassNumber() <= 1 ||
205                                           model_->getCurrentPassNumber() == 999999)) {
206        lastNode_ = model_->getNodeCount();
207        OsiSolverInterface * solver = model_->solver();
208
209        int numberIntegers = model_->numberIntegers();
210        const int * integerVariable = model_->integerVariable();
211
212        const double * currentSolution = solver->getColSolution();
213        const int * used = model_->usedInSolution();
214        OsiSolverInterface * newSolver = cloneBut(3); // was model_->continuousSolver()->clone();
215        int numberColumns = newSolver->getNumCols();
216        int numberContinuous = numberColumns - numberIntegers;
217
218        double primalTolerance;
219        solver->getDblParam(OsiPrimalTolerance, primalTolerance);
220
221        int i;
222        int nFix = 0;
223        for (i = 0; i < numberIntegers; i++) {
224            int iColumn = integerVariable[i];
225            const OsiObject * object = model_->object(i);
226            // get original bounds
227            double originalLower;
228            double originalUpper;
229            getIntegerInformation( object, originalLower, originalUpper);
230            double valueInt = bestSolution[iColumn];
231            if (valueInt < originalLower) {
232                valueInt = originalLower;
233            } else if (valueInt > originalUpper) {
234                valueInt = originalUpper;
235            }
236            if (fabs(currentSolution[iColumn] - valueInt) < 10.0*primalTolerance) {
237                double nearest = floor(valueInt + 0.5);
238                /*
239                  shallowDepth_
240                  0 - normal
241                  1 - only fix if at lb
242                  2 - only fix if not at lb
243                  3 - only fix if at lb and !used
244                */
245                bool fix=false;
246                switch (shallowDepth_) {
247                case 0:
248                  fix = true;
249                  break;
250                case 1:
251                if (nearest==originalLower) 
252                  fix = true;
253                  break;
254                case 2:
255                if (nearest!=originalLower) 
256                  fix = true;
257                  break;
258                case 3:
259                if (nearest==originalLower && !used[iColumn]) 
260                  fix = true;
261                  break;
262                }
263                if (fix) {
264                  newSolver->setColLower(iColumn, nearest);
265                  newSolver->setColUpper(iColumn, nearest);
266                  nFix++;
267                }
268            }
269        }
270        int divisor = 0;
271        if (5*nFix > numberIntegers) {
272            if (numberContinuous > 2*numberIntegers && ((nFix*10 < numberColumns &&
273                    !numRuns_ && numberTries_ > 2) ||
274                    stateOfFixing_)) {
275#define RINS_FIX_CONTINUOUS
276#ifdef RINS_FIX_CONTINUOUS
277                const double * colLower = newSolver->getColLower();
278                //const double * colUpper = newSolver->getColUpper();
279                int nAtLb = 0;
280                //double sumDj=0.0;
281                const double * dj = newSolver->getReducedCost();
282                double direction = newSolver->getObjSense();
283                for (int iColumn = 0; iColumn < numberColumns; iColumn++) {
284                    if (!newSolver->isInteger(iColumn)) {
285                        double value = bestSolution[iColumn];
286                        if (value < colLower[iColumn] + 1.0e-8) {
287                            //double djValue = dj[iColumn]*direction;
288                            nAtLb++;
289                            //sumDj += djValue;
290                        }
291                    }
292                }
293                if (nAtLb) {
294                    // fix some continuous
295                    double * sort = new double[nAtLb];
296                    int * which = new int [nAtLb];
297                    //double threshold = CoinMax((0.01*sumDj)/static_cast<double>(nAtLb),1.0e-6);
298                    int nFix2 = 0;
299                    for (int iColumn = 0; iColumn < numberColumns; iColumn++) {
300                        if (!newSolver->isInteger(iColumn)) {
301                            double value = bestSolution[iColumn];
302                            if (value < colLower[iColumn] + 1.0e-8) {
303                                double djValue = dj[iColumn] * direction;
304                                if (djValue > 1.0e-6) {
305                                    sort[nFix2] = -djValue;
306                                    which[nFix2++] = iColumn;
307                                }
308                            }
309                        }
310                    }
311                    CoinSort_2(sort, sort + nFix2, which);
312                    divisor = 4;
313                    if (stateOfFixing_ > 0)
314                        divisor = stateOfFixing_;
315                    else if (stateOfFixing_ < -1)
316                        divisor = (-stateOfFixing_) - 1;
317                    nFix2 = CoinMin(nFix2, (numberColumns - nFix) / divisor);
318                    for (int i = 0; i < nFix2; i++) {
319                        int iColumn = which[i];
320                        newSolver->setColUpper(iColumn, colLower[iColumn]);
321                    }
322                    delete [] sort;
323                    delete [] which;
324#ifdef CLP_INVESTIGATE2
325                    printf("%d integers have same value, and %d continuous fixed at lb\n",
326                           nFix, nFix2);
327#endif
328                }
329#endif
330            }
331            if (solutionValue==-COIN_DBL_MAX) {
332              // return fixings in betterSolution
333              const double * colLower = newSolver->getColLower();
334              const double * colUpper = newSolver->getColUpper();
335              for (int iColumn = 0; iColumn < numberColumns; iColumn++) {
336                if (colLower[iColumn]==colUpper[iColumn])
337                  betterSolution[iColumn]=colLower[iColumn];
338                else
339                  betterSolution[iColumn]=COIN_DBL_MAX;
340              }
341              delete newSolver;
342              return 0;
343            }
344            //printf("RINS %d integers have same value\n",nFix);
345            returnCode = smallBranchAndBound(newSolver, numberNodes_, betterSolution, solutionValue,
346                                             model_->getCutoff(), "CbcHeuristicRINS");
347            if (returnCode < 0) {
348                returnCode = 0; // returned on size
349                if (divisor) {
350                    stateOfFixing_ = - divisor; // say failed
351                } else if (numberContinuous > 2*numberIntegers &&
352                           !numRuns_ && numberTries_ > 2) {
353                    stateOfFixing_ = -4; //start fixing
354                }
355            } else {
356                numRuns_++;
357                if (divisor)
358                    stateOfFixing_ =  divisor; // say small enough
359            }
360            if ((returnCode&1) != 0)
361                numberSuccesses_++;
362            //printf("return code %d",returnCode);
363            if ((returnCode&2) != 0) {
364                // could add cut
365                returnCode &= ~2;
366                //printf("could add cut with %d elements (if all 0-1)\n",nFix);
367            } else {
368                //printf("\n");
369            }
370        }
371
372        numberTries_++;
373        if ((numberTries_ % 10) == 0 && numberSuccesses_*3 < numberTries_)
374            howOften_ += static_cast<int> (howOften_ * decayFactor_);
375        delete newSolver;
376    }
377    return returnCode;
378}
379// update model
380void CbcHeuristicRINS::setModel(CbcModel * model)
381{
382    model_ = model;
383    // Get a copy of original matrix
384    assert(model_->solver());
385    delete [] used_;
386    int numberColumns = model->solver()->getNumCols();
387    used_ = new char[numberColumns];
388    memset(used_, 0, numberColumns);
389}
390
391
392
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.