source: trunk/Couenne/src/main/BonCouenne.cpp @ 573

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CouenneRecordBestSol? and checkNLP2

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1// $Id: BonCouenne.cpp 573 2011-05-09 21:09:02Z fmargot $
2//
3// (C) Copyright International Business Machines Corporation and Carnegie Mellon University 2006, 2007
4// All Rights Reserved.
5// This code is published under the Eclipse Public License (EPL).
6//
7// Authors :
8// Pietro Belotti, Carnegie Mellon University,
9// Pierre Bonami, International Business Machines Corporation
10//
11// Date : 12/19/2006
12
13
14#if defined(_MSC_VER)
15// Turn off compiler warning about long names
16#  pragma warning(disable:4786)
17#endif
18#include <iomanip>
19#include <fstream>
20
21#include <stdlib.h>
22
23#include "CoinTime.hpp"
24#include "CoinError.hpp"
25#include "BonCouenneInterface.hpp"
26
27#include "BonCouenneSetup.hpp"
28
29#include "BonCbc.hpp"
30
31#include "CbcCutGenerator.hpp"
32#include "CouenneProblem.hpp"
33#include "CouenneCutGenerator.hpp"
34
35#include "CouenneRecordBestSol.hpp"
36
37using namespace Couenne;
38
39// the maximum difference between a printed optimum and a CouNumber
40#define PRINTED_PRECISION 1e-5
41
42#include "CouenneExprVar.hpp"
43#include "CouenneExprConst.hpp"
44#include "CouenneExprSum.hpp"
45#include "CouenneExprClone.hpp"
46#include "CouenneProblemElem.hpp"
47#include "CouenneProblem.hpp"
48#include "CouenneJournalist.hpp"
49
50#ifdef COIN_HAS_NTY
51int nOrbBr = 0;
52#endif
53
54#include "CoinSignal.hpp"
55
56extern "C" {
57
58  static int nInterrupts = 0;
59  static void signal_handler (int sig) {
60
61    if (!nInterrupts) {
62      std::cerr << "[BREAK]" << std::endl;
63      abort ();
64    }
65    return;
66  }
67}
68
69int main (int argc, char *argv[]) {
70
71  //CoinSighandler_t saveSignal = SIG_DFL;
72  //saveSignal = signal (SIGINT, signal_handler);
73
74    printf ("Couenne %s --  an Open-Source exact solver for Mixed Integer Nonlinear Optimization\n\
75Mailing list: couenne@list.coin-or.org\n\
76Instructions: http://www.coin-or.org/Couenne\n", 
77            strcmp (COUENNE_VERSION, "trunk") ? COUENNE_VERSION : "");
78
79  WindowsErrorPopupBlocker();
80  using namespace Ipopt;
81
82  char * pbName = NULL;
83
84  const int infeasible = 1;
85
86  try {
87
88    Bonmin::Bab bb;
89    bb.setUsingCouenne (true);
90
91    CouenneProblem *p = NULL;
92    CouenneInterface *ci = NULL;
93
94#if 0
95    //ci = new CouenneInterface;
96    p = new CouenneProblem;
97
98    p -> addVariable (false, p -> domain ());
99    p -> addVariable (false, p -> domain ());
100    p -> addVariable (false, p -> domain ());
101    p -> addVariable (false, p -> domain ());
102
103    p -> addObjective    (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (2))), "min");
104    p -> addLEConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (0)), new exprClone (p->Var (2))),
105                          new exprConst (1));
106    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (2))),
107                          new exprConst (1));
108    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (3))),
109                          new exprConst (1));
110    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (2)), new exprClone (p->Var (3))),
111                          new exprConst (1));
112#endif
113
114    CouenneSetup couenne;
115    if (!couenne.InitializeCouenne (argv, p, NULL, ci, &bb))
116      throw infeasible;
117
118    // initial printout
119
120    ConstJnlstPtr jnlst = couenne. couennePtr () -> Jnlst ();
121
122    CouenneProblem *prob = couenne. couennePtr () -> Problem ();
123
124    jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "\
125Loaded instance \"%s\"\n\
126Constraints:     %8d\n\
127Variables:       %8d (%d integer)\n\
128Auxiliaries:     %8d (%d integer)\n\n",
129                     prob -> problemName ().c_str (),
130                     prob -> nOrigCons (),
131                     prob -> nOrigVars (),
132                     prob -> nOrigIntVars (),
133                     prob -> nVars    () - prob -> nOrigVars (),
134                     prob -> nIntVars () - prob -> nOrigIntVars ());
135
136    double time_start = CoinCpuTime();
137
138#if 0
139    CouenneFeasibility feasibility;
140    bb.model().setProblemFeasibility (feasibility);
141#endif
142
143    /// update time limit (read/preprocessing might have taken some)
144    double timeLimit = 0;
145    couenne.options () -> GetNumericValue ("time_limit", timeLimit, "couenne.");
146    couenne.setDoubleParameter (Bonmin::BabSetupBase::MaxTime, 
147                                CoinMax (1., timeLimit - time_start));
148
149    jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "Starting branch-and-bound\n");
150
151    //////////////////////////////////
152
153    bb (couenne); // do branch and bound
154
155#ifdef COIN_HAS_NTY
156    if (nOrbBr)
157      printf ("%d orbital nontrivial branchings\n", nOrbBr);
158#endif
159
160    //////////////////////////////////
161
162    std::cout.precision (10);
163
164    //////////////////////////////
165    CouenneCutGenerator *cg = NULL;
166
167    // there is only one cut generator, so scan array until
168    // dynamic_cast returns non-NULL
169
170    if (bb.model (). cutGenerators ()) {
171
172      int nGen = bb.model (). numberCutGenerators ();
173     
174      for (int i=0; !cg && i < nGen; i++)
175        cg = dynamic_cast <CouenneCutGenerator *> 
176          (bb.model (). cutGenerators () [i] -> generator ());
177    }
178
179    ////////////////////////////////
180    int nr=-1, nt=-1;
181    double st=-1;
182
183    if (cg) cg -> getStats (nr, nt, st);
184    else printf ("Warning, could not get pointer to CouenneCutGenerator\n");
185
186    CouenneProblem *cp = cg ? cg -> Problem () : NULL;
187
188    double cbcLb = bb.model ().getBestPossibleObjValue();
189    double printObj = 0;
190    bool foundSol = false;
191
192#ifdef FM_TRACE_OPTSOL
193
194    FILE *fSol = fopen("bidon.sol", "w");
195    if(fSol == NULL) {
196      printf("### ERROR: can not open bidon.sol\n");
197      exit(1);
198    }
199
200    if(cp != NULL) {
201      double cbcObjVal = bb.model().getObjValue();
202      int modelNvars = bb.model().getNumCols();
203
204      CouenneRecordBestSol *rs = cp->getRecordBestSol(); 
205      const double *cbcSol = bb.model().getColSolution();
206      double *modCbcSol = new double[modelNvars];
207      double modCbcSolVal= 1e100, modCbcSolMaxViol = 0;
208      bool cbcSolIsFeas = false;
209
210      if(modelNvars != cp->nVars()) {
211        printf("### ERROR: modelNvars: %d nVars: %d\n", 
212               modelNvars, cp->nVars());
213        exit(1);
214      }
215
216      if(cbcObjVal < 1e49) {
217
218#ifdef FM_CHECKNLP2
219        int cMS = rs->getCardModSol();
220        cbcSolIsFeas = cp->checkNLP2(cbcSol, 0, false, // do not care about obj
221                                     false, // do not stop at first viol
222                                     true, // checkAll
223                                     cp->getFeasTol());
224        CoinCopyN(rs->getModSol(cMS), cMS, modCbcSol);
225        modCbcSolVal = rs->getModSolVal();
226        modCbcSolMaxViol = rs->getModSolMaxViol();
227#else /* not FM_CHECKNLP2 */
228        int cMS = cp->nVars();
229        cbcSolIsFeas = cp->checkNLP(cbcSol, modCbcSolVal, true);
230        CoinCopyN(cbcSol, cMS, modCbcSol);
231        modCbcSolMaxViol = cp->getFeasTol();
232#endif /* not FM_CHECKNLP2 */
233        foundSol = true;
234      }
235
236      const double *couenneSol = rs->getSol();
237      double *modCouenneSol = new double[modelNvars];
238      double modCouenneSolVal= 1e100, modCouenneSolMaxViol = 0;
239      bool couenneSolIsFeas = false;
240
241      if(rs->getHasSol()) {
242#ifdef FM_CHECKNLP2
243        couenneSolIsFeas = cp->checkNLP2(couenneSol, 0, false, 
244                                         false, true, 
245                                         cp->getFeasTol());
246        int cMS = rs->getCardModSol();
247        CoinCopyN(rs->getModSol(cMS), cMS, modCouenneSol);
248        modCouenneSolVal = rs->getModSolVal();
249        modCouenneSolMaxViol = rs->getModSolMaxViol();
250#else /* not FM_CHECKNLP2 */
251        couenneSolIsFeas = cp->checkNLP(couenneSol, modCouenneSolVal, true);
252        int cMS = cp->nVars();
253        CoinCopyN(couenneSol, cMS, modCouenneSol);
254        modCouenneSolMaxViol = cp->getFeasTol();
255#endif /* not FM_CHECKNLP2 */
256        foundSol = true;
257      }
258
259      int retcomp = rs->compareAndSave(modCbcSol, modCbcSolVal, 
260                                       modCbcSolMaxViol, cbcSolIsFeas,
261                                       modCouenneSol, modCouenneSolVal, 
262                                       modCouenneSolMaxViol, couenneSolIsFeas, 
263                                       modelNvars, cp->getFeasTol());
264      switch (retcomp) {
265      case -1: printf("No solution found\n"); break;
266      case 0: printf("Best solution found by Cbc\n"); break;
267      case 1: printf("Best solution found by Couenne\n"); break;
268      default: break; // never happens
269      }
270
271      if(rs->getHasSol()) {
272        if(cbcLb > rs->getVal()) { // Best sol found by Couenne and not
273                                   // transmitted to Cbc
274          cbcLb = rs->getVal();
275        }
276        printObj = rs->getVal();
277        rs->printSol(fSol);
278      }
279      delete[] modCbcSol;
280      delete[] modCouenneSol;
281    }
282    fclose(fSol);
283#endif /* FM_TRACE_OPTSOL */
284
285
286    // retrieve test value to check
287    double global_opt;
288    couenne.options () -> GetNumericValue ("couenne_check", global_opt, "couenne.");
289
290    double 
291      ub = bb.model (). getObjValue (),
292      lb = bb.model (). getBestPossibleObjValue ();
293
294    char *gapstr = new char [80];
295
296    sprintf (gapstr, "%.2f%%", 100. * (ub - lb) / (1. + fabs (lb)));
297
298    jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "\n\
299Linearization cuts added at root node:   %8d\n\
300Linearization cuts added in total:       %8d  (separation time: %gs)\n\
301Total solving time:                      %8gs (%gs in branch-and-bound)\n\
302Lower bound:                           %10g\n\
303Upper bound:                           %10g  (gap: %s)\n\
304Branch-and-bound nodes:                  %8d\n\n",
305                     nr, nt, st, 
306                     CoinCpuTime () - time_start,
307                     cg ? (CoinCpuTime () - cg -> rootTime ()) : CoinCpuTime (),
308                     lb, 
309                     ub,
310                     (ub > COUENNE_INFINITY/1e4) ? "inf" : gapstr,
311                     bb.numNodes ());
312
313    delete [] gapstr;
314
315    if (global_opt < COUENNE_INFINITY) { // some value found in couenne.opt
316
317      double opt = bb.model (). getBestPossibleObjValue ();
318
319      printf ("Global Optimum Test on %-40s %s\n", 
320              cp ? cp -> problemName ().c_str () : "unknown", 
321              (fabs (opt - global_opt) / 
322               (1. + CoinMax (fabs (opt), fabs (global_opt))) < PRINTED_PRECISION) ? 
323              (const char *) "OK" : (const char *) "FAILED");
324              //opt, global_opt,
325              //fabs (opt - global_opt));
326
327    } else // good old statistics
328
329    if (couenne.displayStats ()) { // print statistics
330
331      // CAUTION: assuming first cut generator is our CouenneCutGenerator
332
333      if (cg && !cp) printf ("Warning, could not get pointer to problem\n");
334      else
335        printf ("Stats: %-15s %4d [var] %4d [int] %4d [con] %4d [aux] "
336                "%6d [root] %8d [tot] %6g [sep] %8g [time] %8g [bb] "
337                "%20e [lower] %20e [upper] %7d [nodes]\n",// %s %s\n",
338                cp ? cp -> problemName (). c_str () : "unknown",
339                (cp) ? cp -> nOrigVars     () : -1, 
340                (cp) ? cp -> nOrigIntVars  () : -1, 
341                (cp) ? cp -> nOrigCons     () : -1,
342                (cp) ? (cp -> nVars     () - 
343                        cp -> nOrigVars ()): -1,
344                nr, nt, st, 
345                CoinCpuTime () - time_start,
346                cg ? (CoinCpuTime () - cg -> rootTime ()) : CoinCpuTime (),
347                bb.model (). getBestPossibleObjValue (),
348                bb.model (). getObjValue (),
349                //bb.bestBound (),
350                //bb.bestObj (),
351                bb.numNodes ());
352                //bb.iterationCount ());
353                //status.c_str (), message.c_str ());
354    }
355
356//    nlp_and_solver -> writeAmplSolFile (message, bb.bestSolution (), NULL);
357  }
358  catch(Bonmin::TNLPSolver::UnsolvedError *E) {
359     E->writeDiffFiles();
360     E->printError(std::cerr);
361    //There has been a failure to solve a problem with Ipopt.
362    //And we will output file with information on what has been changed in the problem to make it fail.
363    //Now depending on what algorithm has been called (B-BB or other) the failed problem may be at different place.
364    //    const OsiSolverInterface &si1 = (algo > 0) ? nlpSolver : *model.solver();
365  }
366  catch (Bonmin::OsiTMINLPInterface::SimpleError &E) {
367    std::cerr<<E.className()<<"::"<<E.methodName()
368             <<std::endl
369             <<E.message()<<std::endl;
370  }
371  catch (CoinError &E) {
372    std::cerr<<E.className()<<"::"<<E.methodName()
373             <<std::endl
374             <<E.message()<<std::endl;
375  }
376  catch (Ipopt::OPTION_INVALID &E)
377  {
378   std::cerr<<"Ipopt exception : "<<E.Message()<<std::endl;
379  }
380  catch (int generic_error) {
381    if (generic_error == infeasible)
382      printf ("problem infeasible\n");
383  }
384
385//  catch(...) {
386//    std::cerr<<pbName<<" unrecognized excpetion"<<std::endl;
387//    std::cerr<<pbName<<"\t Finished \t exception"<<std::endl;
388//    throw;
389//  }
390
391  delete [] pbName;
392  return 0;
393}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.