source: trunk/Couenne/src/main/BonCouenne.cpp @ 588

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Fix bug in selection of strong branching when requesting non-full strong-branching; add END_OF_HEADER in output file fres.xxx

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1// $Id: BonCouenne.cpp 588 2011-05-31 08:53:55Z 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#if defined(_MSC_VER)
14// Turn off compiler warning about long names
15#  pragma warning(disable:4786)
16#endif
17
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; // FIXME: horrible global variable. Brrr.
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
69//#define FM_FRES
70
71int main (int argc, char *argv[]) {
72
73  //CoinSighandler_t saveSignal = SIG_DFL;
74  //saveSignal = signal (SIGINT, signal_handler);
75
76    printf ("Couenne %s --  an Open-Source solver for Mixed Integer Nonlinear Optimization\n\
77Mailing list: couenne@list.coin-or.org\n\
78Instructions: http://www.coin-or.org/Couenne\n", 
79            strcmp (COUENNE_VERSION, "trunk") ? COUENNE_VERSION : "");
80
81  WindowsErrorPopupBlocker();
82  using namespace Ipopt;
83
84  char * pbName = NULL;
85
86  const int infeasible = 1;
87
88  try {
89
90    Bonmin::Bab bb;
91    bb.setUsingCouenne (true);
92
93    CouenneProblem *p = NULL;
94    CouenneInterface *ci = NULL;
95
96#if 0
97    //ci = new CouenneInterface;
98    p = new CouenneProblem;
99
100    p -> addVariable (false, p -> domain ());
101    p -> addVariable (false, p -> domain ());
102    p -> addVariable (false, p -> domain ());
103    p -> addVariable (false, p -> domain ());
104
105    p -> addObjective    (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (2))), "min");
106    p -> addLEConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (0)), new exprClone (p->Var (2))),
107                          new exprConst (1));
108    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (2))),
109                          new exprConst (1));
110    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (3))),
111                          new exprConst (1));
112    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (2)), new exprClone (p->Var (3))),
113                          new exprConst (1));
114#endif
115
116    CouenneSetup couenne;
117    if (!couenne.InitializeCouenne (argv, p, NULL, ci, &bb))
118      throw infeasible;
119
120    //////////////////////////////
121    CouenneCutGenerator *cg = NULL;
122
123    // there is only one CouenneCutGenerator object; scan array until
124    // dynamic_cast returns non-NULL
125
126    if (couenne. cutGenerators () . size () > 0) {
127
128      for (std::list <Bonmin::BabSetupBase::CuttingMethod>::iterator
129                   i  = couenne.cutGenerators () . begin ();
130           !cg && (i != couenne.cutGenerators () . end ()); 
131           ++i) 
132
133        cg = dynamic_cast <CouenneCutGenerator *> (i -> cgl);
134    }
135
136    // This assumes that first cut generator is CouenneCutGenerator
137    // CouenneCutGenerator *cg = dynamic_cast<CouenneCutGenerator *>
138    //   (couenne.cutGenerators().begin()->cgl);
139
140    if (cg)
141
142      cg -> setBabPtr (&bb);
143
144    else {
145      printf ("main(): ### ERROR: Can not get CouenneCutGenerator\n");
146      exit (1);
147    }
148
149    // initial printout
150
151    ConstJnlstPtr jnlst = couenne. couennePtr () -> Jnlst ();
152
153    CouenneProblem *prob = couenne. couennePtr () -> Problem ();
154
155    jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "\
156Loaded instance \"%s\"\n\
157Constraints:     %8d\n\
158Variables:       %8d (%d integer)\n\
159Auxiliaries:     %8d (%d integer)\n\n",
160                     prob -> problemName ().c_str (),
161                     prob -> nOrigCons (),
162                     prob -> nOrigVars (),
163                     prob -> nOrigIntVars (),
164                     prob -> nVars    () - prob -> nOrigVars (),
165                     prob -> nIntVars () - prob -> nOrigIntVars ());
166
167    double time_start = CoinCpuTime();
168
169#if 0
170    CouenneFeasibility feasibility;
171    bb.model().setProblemFeasibility (feasibility);
172#endif
173
174    /// update time limit (read/preprocessing might have taken some)
175    double timeLimit = 0;
176    couenne.options () -> GetNumericValue ("time_limit", timeLimit, "couenne.");
177    couenne.setDoubleParameter (Bonmin::BabSetupBase::MaxTime, 
178                                CoinMax (1., timeLimit - time_start));
179
180    jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "Starting branch-and-bound\n");
181
182    //////////////////////////////////
183
184    bb (couenne); // do branch and bound
185
186#ifdef COIN_HAS_NTY
187    if (nOrbBr)
188      printf ("%d orbital nontrivial branchings\n", nOrbBr);
189#endif
190
191    //////////////////////////////////
192
193    std::cout.precision (10);
194
195    ////////////////////////////////
196    int nr=-1, nt=-1;
197    double st=-1;
198
199    if (cg) cg -> getStats (nr, nt, st);
200    else printf ("Warning, could not get pointer to CouenneCutGenerator\n");
201
202    CouenneProblem *cp = cg ? cg -> Problem () : NULL;
203
204#if defined (FM_TRACE_OPTSOL) || defined (FM_FRES)
205    double cbcLb = bb.model ().getBestPossibleObjValue();
206    double printObj = 0;
207    bool foundSol = false;
208#endif
209
210#ifdef FM_TRACE_OPTSOL
211
212    FILE *fSol = fopen ("bidon.sol", "w");
213
214    if(fSol == NULL) {
215      printf("### ERROR: can not open bidon.sol\n");
216      exit(1);
217    }
218
219    if(cp != NULL) {
220      double cbcObjVal = bb.model().getObjValue();
221      int modelNvars = bb.model().getNumCols();
222
223      CouenneRecordBestSol *rs = cp->getRecordBestSol(); 
224      const double *cbcSol = bb.model().getColSolution();
225      double *modCbcSol = new double[modelNvars];
226      double modCbcSolVal= 1e100, modCbcSolMaxViol = 0;
227      bool cbcSolIsFeas = false;
228
229      if(modelNvars != cp->nVars()) {
230        printf("### ERROR: modelNvars: %d nVars: %d\n", 
231               modelNvars, cp->nVars());
232        exit(1);
233      }
234
235      if(cbcObjVal < 1e49) {
236
237#ifdef FM_CHECKNLP2
238        int cMS = rs->getCardModSol();
239        cbcSolIsFeas = cp->checkNLP2(cbcSol, 0, false, // do not care about obj
240                                     false, // do not stop at first viol
241                                     true, // checkAll
242                                     cp->getFeasTol());
243        CoinCopyN(rs->getModSol(cMS), cMS, modCbcSol);
244        modCbcSolVal = rs->getModSolVal();
245        modCbcSolMaxViol = rs->getModSolMaxViol();
246#else /* not FM_CHECKNLP2 */
247        int cMS = cp->nVars();
248        cbcSolIsFeas = cp->checkNLP(cbcSol, modCbcSolVal, true);
249        CoinCopyN(cbcSol, cMS, modCbcSol);
250        modCbcSolMaxViol = cp->getFeasTol();
251#endif /* not FM_CHECKNLP2 */
252        foundSol = true;
253      }
254
255      const double *couenneSol = rs->getSol();
256      double *modCouenneSol = new double[modelNvars];
257      double modCouenneSolVal= 1e100, modCouenneSolMaxViol = 0;
258      bool couenneSolIsFeas = false;
259
260      if(couenneSol != NULL) {
261#ifdef FM_CHECKNLP2
262        couenneSolIsFeas = cp->checkNLP2(couenneSol, 0, false, 
263                                         false, true, 
264                                         cp->getFeasTol());
265        int cMS = rs->getCardModSol();
266        CoinCopyN(rs->getModSol(cMS), cMS, modCouenneSol);
267        modCouenneSolVal = rs->getModSolVal();
268        modCouenneSolMaxViol = rs->getModSolMaxViol();
269#else /* not FM_CHECKNLP2 */
270        couenneSolIsFeas = cp->checkNLP(couenneSol, modCouenneSolVal, true);
271        int cMS = cp->nVars();
272        CoinCopyN(couenneSol, cMS, modCouenneSol);
273        modCouenneSolMaxViol = cp->getFeasTol();
274#endif /* not FM_CHECKNLP2 */
275        foundSol = true;
276      }
277
278      int retcomp = rs->compareAndSave(modCbcSol, modCbcSolVal, 
279                                       modCbcSolMaxViol, cbcSolIsFeas,
280                                       modCouenneSol, modCouenneSolVal, 
281                                       modCouenneSolMaxViol, couenneSolIsFeas, 
282                                       modelNvars, cp->getFeasTol());
283      switch (retcomp) {
284      case -1: printf("No solution found\n"); break;
285      case 0: printf("Best solution found by Cbc  Value: %10.4f  Tolerance: %10g\n", modCbcSolVal, modCbcSolMaxViol); break;
286      case 1: printf("Best solution found by Couenne  Value: %10.4f  Tolerance: %10g\n", modCouenneSolVal, modCouenneSolMaxViol); break;
287      default: break; // never happens
288      }
289
290      if(rs->getHasSol()) {
291        if(cbcLb > rs->getVal()) { // Best sol found by Couenne and not
292                                   // transmitted to Cbc
293          cbcLb = rs->getVal();
294        }
295        printObj = rs->getVal();
296        rs->printSol(fSol);
297      }
298      delete[] modCbcSol;
299      delete[] modCouenneSol;
300    }
301    fclose(fSol);
302#endif /* FM_TRACE_OPTSOL */
303
304#ifdef FM_FRES
305    if(cp != NULL) {
306      FILE *f_res = NULL;
307      f_res = fopen("fres.xxx", "r");
308      if(f_res == NULL) {
309        f_res = fopen("fres.xxx", "w");
310        fprintf(f_res, "END_OF_HEADER\n");
311      }
312      else {
313        fclose(f_res);
314        f_res = fopen("fres.xxx", "a");
315      }
316      char *pbName, shortName[256]; 
317     
318      pbName = strdup(cp -> problemName ().c_str ());
319      char *f_name_pos = strrchr(pbName, '/');
320      if(f_name_pos != NULL) {
321        strcpy(shortName, &(f_name_pos[1]));
322      }
323      else {
324        strcpy(shortName, pbName);
325      }
326     
327      fprintf(f_res, "%20s %10.4f", shortName, cbcLb);
328      if(foundSol) {
329        fprintf(f_res, " %10.4f", printObj);
330      }
331      else {
332        fprintf(f_res, "         *");
333      }
334      fprintf(f_res, " %10d %10.4f\n", bb.numNodes (),
335              CoinCpuTime () - time_start);
336      fclose(f_res);
337    }
338#endif
339
340    // retrieve test value to check
341    double global_opt;
342    couenne.options () -> GetNumericValue ("couenne_check", global_opt, "couenne.");
343
344    double 
345      ub = bb.model (). getObjValue (),
346      lb = bb.model (). getBestPossibleObjValue ();
347
348    char *gapstr = new char [80];
349
350    sprintf (gapstr, "%.2f%%", 100. * (ub - lb) / (1. + fabs (lb)));
351
352    jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "\n\
353Linearization cuts added at root node:   %8d\n\
354Linearization cuts added in total:       %8d  (separation time: %gs)\n\
355Total solving time:                      %8gs (%gs in branch-and-bound)\n\
356Lower bound:                           %10g\n\
357Upper bound:                           %10g  (gap: %s)\n\
358Branch-and-bound nodes:                  %8d\n\n",
359                     nr, nt, st, 
360                     CoinCpuTime () - time_start,
361                     cg ? (CoinCpuTime () - cg -> rootTime ()) : CoinCpuTime (),
362                     lb, 
363                     ub,
364                     (ub > COUENNE_INFINITY/1e4) ? "inf" : gapstr,
365                     bb.numNodes ());
366
367    delete [] gapstr;
368
369    if (global_opt < COUENNE_INFINITY) { // some value found in couenne.opt
370
371      double opt = bb.model (). getBestPossibleObjValue ();
372
373      printf ("Global Optimum Test on %-40s %s\n", 
374              cp ? cp -> problemName ().c_str () : "unknown", 
375              (fabs (opt - global_opt) / 
376               (1. + CoinMax (fabs (opt), fabs (global_opt))) < PRINTED_PRECISION) ? 
377              (const char *) "OK" : (const char *) "FAILED");
378              //opt, global_opt,
379              //fabs (opt - global_opt));
380
381    } else // good old statistics
382
383    if (couenne.displayStats ()) { // print statistics
384
385      if (cg && !cp) printf ("Warning, could not get pointer to problem\n");
386      else
387        printf ("Stats: %-15s %4d [var] %4d [int] %4d [con] %4d [aux] "
388                "%6d [root] %8d [tot] %6g [sep] %8g [time] %8g [bb] "
389                "%20e [lower] %20e [upper] %7d [nodes]\n",// %s %s\n",
390                cp ? cp -> problemName (). c_str () : "unknown",
391                (cp) ? cp -> nOrigVars     () : -1, 
392                (cp) ? cp -> nOrigIntVars  () : -1, 
393                (cp) ? cp -> nOrigCons     () : -1,
394                (cp) ? (cp -> nVars     () - 
395                        cp -> nOrigVars ()): -1,
396                nr, nt, st, 
397                CoinCpuTime () - time_start,
398                cg ? (CoinCpuTime () - cg -> rootTime ()) : CoinCpuTime (),
399                bb.model (). getBestPossibleObjValue (),
400                bb.model (). getObjValue (),
401                //bb.bestBound (),
402                //bb.bestObj (),
403                bb.numNodes ());
404                //bb.iterationCount ());
405                //status.c_str (), message.c_str ());
406    }
407
408//    nlp_and_solver -> writeAmplSolFile (message, bb.bestSolution (), NULL);
409  }
410  catch(Bonmin::TNLPSolver::UnsolvedError *E) {
411     E->writeDiffFiles();
412     E->printError(std::cerr);
413    //There has been a failure to solve a problem with Ipopt.
414    //And we will output file with information on what has been changed in the problem to make it fail.
415    //Now depending on what algorithm has been called (B-BB or other) the failed problem may be at different place.
416    //    const OsiSolverInterface &si1 = (algo > 0) ? nlpSolver : *model.solver();
417  }
418  catch (Bonmin::OsiTMINLPInterface::SimpleError &E) {
419    std::cerr<<E.className()<<"::"<<E.methodName()
420             <<std::endl
421             <<E.message()<<std::endl;
422  }
423  catch (CoinError &E) {
424    std::cerr<<E.className()<<"::"<<E.methodName()
425             <<std::endl
426             <<E.message()<<std::endl;
427  }
428  catch (Ipopt::OPTION_INVALID &E)
429  {
430   std::cerr<<"Ipopt exception : "<<E.Message()<<std::endl;
431  }
432  catch (int generic_error) {
433    if (generic_error == infeasible)
434      printf ("problem infeasible\n");
435  }
436
437//  catch(...) {
438//    std::cerr<<pbName<<" unrecognized excpetion"<<std::endl;
439//    std::cerr<<pbName<<"\t Finished \t exception"<<std::endl;
440//    throw;
441//  }
442
443  delete [] pbName;
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Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.