source: trunk/Couenne/src/main/BonCouenne.cpp @ 833

Last change on this file since 833 was 833, checked in by pbelotti, 8 years ago

fixed bug in impliedBound-exprPow. Changed printing of implied bound list of bounds. Tried rootLB but not functional yet

  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 14.5 KB
Line 
1// $Id: BonCouenne.cpp 833 2012-02-11 14:09:50Z pbelotti $
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#include "CouenneBab.hpp"
31
32#include "CbcCutGenerator.hpp"
33#include "CouenneProblem.hpp"
34#include "CouenneCutGenerator.hpp"
35
36#include "CouenneRecordBestSol.hpp"
37
38using namespace Couenne;
39
40// the maximum difference between a printed optimum and a CouNumber
41#define PRINTED_PRECISION 1e-5
42
43#include "CouenneExprVar.hpp"
44#include "CouenneExprConst.hpp"
45#include "CouenneExprSum.hpp"
46#include "CouenneExprClone.hpp"
47#include "CouenneProblemElem.hpp"
48#include "CouenneProblem.hpp"
49#include "CouenneJournalist.hpp"
50
51#ifdef COIN_HAS_NTY
52int nOrbBr = 0; // FIXME: horrible global variable. Brrr.
53#endif
54
55#include "CoinSignal.hpp"
56
57#if 0
58extern "C" {
59
60  static int nInterrupts = 0;
61  static void signal_handler (int sig) {
62
63    if (!nInterrupts) {
64      std::cerr << "[BREAK]" << std::endl;
65      abort ();
66    }
67    return;
68  }
69}
70#endif
71
72//#define FM_FRES
73
74int main (int argc, char *argv[]) {
75
76  //CoinSighandler_t saveSignal = SIG_DFL;
77  //saveSignal = signal (SIGINT, signal_handler);
78
79    printf ("Couenne %s --  an Open-Source solver for Mixed Integer Nonlinear Optimization\n\
80Mailing list: couenne@list.coin-or.org\n\
81Instructions: http://www.coin-or.org/Couenne\n", 
82            strcmp (COUENNE_VERSION, "trunk") ? COUENNE_VERSION : "");
83
84  WindowsErrorPopupBlocker();
85  using namespace Ipopt;
86
87  char * pbName = NULL;
88
89  bool infeasible = false;
90
91  try {
92
93    CouenneBab bb;
94
95    CouenneProblem *p = NULL;
96    CouenneInterface *ci = NULL;
97
98#if 0
99    //ci = new CouenneInterface;
100    p = new CouenneProblem;
101
102    p -> addVariable (false, p -> domain ());
103    p -> addVariable (false, p -> domain ());
104    p -> addVariable (false, p -> domain ());
105    p -> addVariable (false, p -> domain ());
106
107    p -> addObjective    (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (2))), "min");
108    p -> addLEConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (0)), new exprClone (p->Var (2))), new exprConst (1));
109    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (2))), new exprConst (1));
110    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (3))), new exprConst (1));
111    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (2)), new exprClone (p->Var (3))), new exprConst (1));
112#endif
113
114    CouenneSetup couenne;
115    CouenneCutGenerator *cg = NULL;
116    ConstJnlstPtr jnlst;
117    CouenneProblem *prob = NULL;
118
119    infeasible = !(couenne.InitializeCouenne (argv, p, NULL, ci, &bb));
120
121    // there is only one CouenneCutGenerator object; scan array until
122    // dynamic_cast returns non-NULL
123
124    if (couenne. cutGenerators () . size () > 0) {
125
126      for (std::list <Bonmin::BabSetupBase::CuttingMethod>::iterator
127             i  = couenne.cutGenerators () . begin ();
128           !cg && (i != couenne.cutGenerators () . end ()); 
129           ++i) 
130
131        cg = dynamic_cast <CouenneCutGenerator *> (i -> cgl);
132    }
133
134    // This assumes that first cut generator is CouenneCutGenerator
135    // CouenneCutGenerator *cg = dynamic_cast<CouenneCutGenerator *>
136    //   (couenne.cutGenerators().begin()->cgl);
137
138    if (cg)
139
140      cg -> setBabPtr (&bb);
141
142    else if (!infeasible) {
143
144      printf ("main(): ### ERROR: Can not get CouenneCutGenerator\n");
145      exit (-1);
146    }
147
148    // initial printout
149
150    jnlst = couenne. couennePtr () -> Jnlst ();
151    prob  = couenne. couennePtr () -> Problem ();
152
153    bb. setProblem (prob);
154
155    int retcomp = 2; // unspecified.
156
157    jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "\
158Loaded instance \"%s\"\n\
159Constraints:     %8d\n\
160Variables:       %8d (%d integer)\n\
161Auxiliaries:     %8d (%d integer)\n\n",
162                     prob -> problemName ().c_str (),
163                     prob -> nOrigCons (),
164                     prob -> nOrigVars (),
165                     prob -> nOrigIntVars (),
166                     prob -> nVars    () - prob -> nOrigVars (),
167                     CoinMax (0, prob -> nIntVars () - prob -> nOrigIntVars ()));
168
169    double time_start = CoinCpuTime();
170
171#if 0
172    CouenneFeasibility feasibility;
173    bb.model().setProblemFeasibility (feasibility);
174#endif
175
176    /// update time limit (read/preprocessing might have taken some)
177    double timeLimit = 0;
178    couenne.options () -> GetNumericValue ("time_limit", timeLimit, "couenne.");
179    couenne.setDoubleParameter (Bonmin::BabSetupBase::MaxTime, 
180                                CoinMax (1., timeLimit - time_start));
181
182    //jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "Starting branch-and-bound\n");
183
184    //////////////////////////////////
185
186    if (!infeasible)
187      bb (couenne); // do branch and bound
188
189#ifdef COIN_HAS_NTY
190    if (nOrbBr)
191      printf ("%d orbital nontrivial branchings\n", nOrbBr);
192#endif
193
194    std::cout.precision (10);
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 = (infeasible ? -COIN_DBL_MAX : 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 = infeasible ? COIN_DBL_MAX : bb.model().getObjValue();
221      int modelNvars = prob -> nVars ();//bb.model().getNumCols();
222
223      CouenneRecordBestSol *rs = cp->getRecordBestSol(); 
224      const double *cbcSol = infeasible ? NULL : 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 && !infeasible) {
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      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", infeasible ? 0 : 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 = infeasible ?  COIN_DBL_MAX : bb. model (). getObjValue (),
346      lb = infeasible ? -COIN_DBL_MAX : bb. model (). getBestPossibleObjValue ();
347
348    if (cp -> getRecordBestSol () &&
349        cp       -> getRecordBestSol () -> getHasSol () &&
350        (ub > cp -> getRecordBestSol () -> getVal    ()))   
351      ub = cp -> getRecordBestSol () -> getVal ();
352
353    if (false || //(fabs (lb) > COUENNE_INFINITY / 1e4) ||
354        (lb > ub))
355      lb = ub;
356
357    char 
358      *gapstr = new char [40],
359      *lbstr  = new char [40],
360      *ubstr  = new char [40];
361
362    // CouenneSolverInterface <OsiClpSolverInterface> *csi = dynamic_cast <CouenneSolverInterface *> (couenne.continuousSolver ());
363
364    // double rootLB = csi -> rootLB ();
365
366    sprintf (lbstr,  "%10g",     lb);
367    sprintf (ubstr,  "%10g",     ub);
368    sprintf (gapstr, "%.2f%%", fabs (100. * (ub - lb) / (1. + fabs (lb))));
369
370    if (!infeasible)
371      jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "\n\
372Linearization cuts added at root node:   %8d\n\
373Linearization cuts added in total:       %8d  (separation time: %gs)\n",
374                       nr, nt, st);
375
376    else jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "Problem infeasible\n");
377
378    jnlst -> Printf (J_NONE, J_COUENNE, "\
379Total time:                              %8gs (%gs in branch-and-bound)\n\
380Lower bound:                           %s\n\
381Upper bound:                           %s  (gap: %s)\n\
382Branch-and-bound nodes:                  %8d\n",
383                     CoinCpuTime () - time_start,
384                     cg ? (CoinCpuTime () - cg -> rootTime ()) : CoinCpuTime (),
385                     (lb <= -9e12) ||
386                     (                 infeasible ||          (fabs (lb)             > COUENNE_INFINITY/1e4)) ? "      -inf" : lbstr,
387                     ((retcomp < 0) || infeasible ||                            (ub  > COUENNE_INFINITY/1e4)) ? "       inf" : ubstr,
388                     (                 infeasible || (CoinMax (fabs (lb), fabs (ub)) > COUENNE_INFINITY/1e4)) ? "--"         : gapstr,
389                     infeasible ? 0 : bb.numNodes ());
390
391    // if (fabs (ub - bb. model (). getObjValue ()) > COUENNE_EPS * fabs (ub))
392    //   jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE,
393    //                 "Warning: upper bounds differ between Couenne and Cbc. Saving Couenne's (more reliable).\n");
394
395    delete [] lbstr;
396    delete [] ubstr;
397    delete [] gapstr;
398
399    if (global_opt < COUENNE_INFINITY) { // some value found in couenne.opt
400
401      double opt = infeasible ? -COIN_DBL_MAX : bb.model (). getBestPossibleObjValue ();
402
403      printf ("Global Optimum Test on %-40s %s\n", 
404              cp ? cp -> problemName ().c_str () : "unknown", 
405              (fabs (opt - global_opt) / 
406               (1. + CoinMax (fabs (opt), fabs (global_opt))) < PRINTED_PRECISION) ? 
407              (const char *) "OK" : (const char *) "FAILED");
408              //opt, global_opt,
409              //fabs (opt - global_opt));
410
411    } else // good old statistics
412
413    if (couenne.displayStats ()) { // print statistics
414
415      if (cg && !cp) printf ("Warning, could not get pointer to problem\n");
416      else
417        printf ("Stats: %-15s %4d [var] %4d [int] %4d [con] %4d [aux] "
418                "%6d [root] %8d [tot] %6g [sep] %8g [time] %8g [bb] "
419                "%20e [lower] %20e [upper] %7d [nodes]\n",// %s %s\n",
420                cp ? cp -> problemName (). c_str () : "unknown",
421                (cp) ? cp -> nOrigVars     () : -1, 
422                (cp) ? cp -> nOrigIntVars  () : -1, 
423                (cp) ? cp -> nOrigCons     () : -1,
424                (cp) ? (cp -> nVars     () - 
425                        cp -> nOrigVars ()): -1,
426                nr, nt, st, 
427                CoinCpuTime () - time_start,
428                cg ? (CoinCpuTime () - cg -> rootTime ()) : CoinCpuTime (),
429                lb, //bb.model (). getBestPossibleObjValue (),
430                ub, //bb.model (). getObjValue (),
431                //bb.bestBound (),
432                //bb.bestObj (),
433                infeasible ? 0 : bb.numNodes ());
434                //bb.iterationCount ());
435                //status.c_str (), message.c_str ());
436    }
437
438//    nlp_and_solver -> writeAmplSolFile (message, bb.bestSolution (), NULL);
439  }
440  catch(Bonmin::TNLPSolver::UnsolvedError *E) {
441     E->writeDiffFiles();
442     E->printError(std::cerr);
443    //There has been a failure to solve a problem with Ipopt.
444    //And we will output file with information on what has been changed in the problem to make it fail.
445    //Now depending on what algorithm has been called (B-BB or other) the failed problem may be at different place.
446    //    const OsiSolverInterface &si1 = (algo > 0) ? nlpSolver : *model.solver();
447  }
448  catch (Bonmin::OsiTMINLPInterface::SimpleError &E) {
449    std::cerr<<E.className()<<"::"<<E.methodName()
450             <<std::endl
451             <<E.message()<<std::endl;
452  }
453  catch (CoinError &E) {
454    std::cerr<<E.className()<<"::"<<E.methodName()
455             <<std::endl
456             <<E.message()<<std::endl;
457  }
458  catch (Ipopt::OPTION_INVALID &E)
459  {
460   std::cerr<<"Ipopt exception : "<<E.Message()<<std::endl;
461  }
462  // catch (int generic_error) {
463  //   // if (generic_error == infeasible)
464  //   //   printf ("problem infeasible\n");
465  // }
466
467//  catch(...) {
468//    std::cerr<<pbName<<" unrecognized excpetion"<<std::endl;
469//    std::cerr<<pbName<<"\t Finished \t exception"<<std::endl;
470//    throw;
471//  }
472
473  delete [] pbName;
474  return 0;
475}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.