source: trunk/Couenne/src/main/BonCouenne.cpp @ 963

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please don't set SCIP LP solver (global variable) in library, but let user set it in advance, so set in main program

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1// $Id: BonCouenne.cpp 963 2013-05-26 09:11:16Z stefan $
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#include <iomanip>
14#include <fstream>
15
16#include <stdlib.h>
17
18#include "CoinPragma.hpp"
19#include "CoinTime.hpp"
20#include "CoinError.hpp"
21#include "BonCouenneInterface.hpp"
22
23#include "BonCouenneSetup.hpp"
24
25#include "BonCbc.hpp"
26#include "CouenneBab.hpp"
27
28#include "CbcCutGenerator.hpp"
29#include "CouenneProblem.hpp"
30#include "CouenneCutGenerator.hpp"
31
32#include "CouenneRecordBestSol.hpp"
33
34using namespace Couenne;
35
36// the maximum difference between a printed optimum and a CouNumber
37#define PRINTED_PRECISION 1e-5
38
39#include "CouenneExprVar.hpp"
40#include "CouenneExprConst.hpp"
41#include "CouenneExprSum.hpp"
42#include "CouenneExprClone.hpp"
43#include "CouenneProblemElem.hpp"
44#include "CouenneProblem.hpp"
45#include "CouenneJournalist.hpp"
46
47#ifdef COIN_HAS_NTY
48#include "Nauty.h"
49
50// FIXME: horrible global variables. Brrr.
51#include "CouenneBranchingObject.hpp"
52#endif
53
54#ifdef COIN_HAS_SCIP
55#include "lpiswitch.h"
56#endif
57
58#include "CoinSignal.hpp"
59
60#if 0
61extern "C" {
62
63  static int nInterrupts = 0;
64  static void signal_handler (int sig) {
65
66    if (!nInterrupts) {
67      std::cerr << "[BREAK]" << std::endl;
68      abort ();
69    }
70    return;
71  }
72}
73#endif
74
75//#define FM_FRES
76
77// restored working version
78
79int main (int argc, char *argv[]) {
80
81#ifdef WIN_
82  // FIXME really want Couenne runs to be nondeterministic?
83  srand ((long) time (NULL));
84#endif
85
86  //CoinSighandler_t saveSignal = SIG_DFL;
87  //saveSignal = signal (SIGINT, signal_handler);
88
89    printf ("Couenne %s --  an Open-Source solver for Mixed Integer Nonlinear Optimization\n\
90Mailing list: couenne@list.coin-or.org\n\
91Instructions: http://www.coin-or.org/Couenne\n", 
92            strcmp (COUENNE_VERSION, "trunk") ? COUENNE_VERSION : "");
93
94  WindowsErrorPopupBlocker();
95  using namespace Ipopt;
96
97#ifdef COIN_HAS_SCIP
98  SCIPlpiSwitchSetSolver(SCIP_LPISW_CLP);
99#endif
100
101  char * pbName = NULL;
102
103  bool infeasible = false;
104
105  try {
106
107    CouenneBab bb;
108
109    CouenneProblem *p = NULL;
110    CouenneInterface *ci = NULL;
111
112#if 0
113    //ci = new CouenneInterface;
114    p = new CouenneProblem;
115
116    p -> addVariable (false, p -> domain ());
117    p -> addVariable (false, p -> domain ());
118    p -> addVariable (false, p -> domain ());
119    p -> addVariable (false, p -> domain ());
120
121    p -> addObjective    (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (2))), "min");
122    p -> addLEConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (0)), new exprClone (p->Var (2))), new exprConst (1));
123    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (2))), new exprConst (1));
124    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (1)), new exprClone (p->Var (3))), new exprConst (1));
125    p -> addEQConstraint (new exprSum (new exprClone (p->Var (2)), new exprClone (p->Var (3))), new exprConst (1));
126#endif
127
128    CouenneSetup couenne;
129    CouenneCutGenerator *cg = NULL;
130    ConstJnlstPtr jnlst;
131    CouenneProblem *prob = NULL;
132
133    infeasible = !(couenne.InitializeCouenne (argv, p, NULL, ci, &bb));
134
135    // there is only one CouenneCutGenerator object; scan array until
136    // dynamic_cast returns non-NULL
137
138    if (couenne. cutGenerators () . size () > 0) {
139
140      for (std::list <Bonmin::BabSetupBase::CuttingMethod>::iterator
141             i  = couenne.cutGenerators () . begin ();
142           !cg && (i != couenne.cutGenerators () . end ()); 
143           ++i) 
144
145        cg = dynamic_cast <CouenneCutGenerator *> (i -> cgl);
146    }
147
148    // This assumes that first cut generator is CouenneCutGenerator
149    // CouenneCutGenerator *cg = dynamic_cast<CouenneCutGenerator *>
150    //   (couenne.cutGenerators().begin()->cgl);
151
152    if (cg)
153
154      cg -> setBabPtr (&bb);
155
156    else if (!infeasible) {
157
158      printf ("main(): ### ERROR: Can not get CouenneCutGenerator\n");
159      exit (-1);
160    }
161
162    // initial printout
163
164    jnlst = couenne. couennePtr () -> Jnlst ();
165    prob  = couenne. couennePtr () -> Problem ();
166
167    bb. setProblem (prob);
168
169    int retcomp = 2; // unspecified.
170
171    jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "\
172Loaded instance \"%s\"\n\
173Constraints:     %8d\n\
174Variables:       %8d (%d integer)\n\
175Auxiliaries:     %8d (%d integer)\n\n",
176                     prob -> problemName ().c_str (),
177                     prob -> nOrigCons (),
178                     prob -> nOrigVars (),
179                     prob -> nOrigIntVars (),
180                     prob -> nVars    () - prob -> nOrigVars (),
181                     CoinMax (0, prob -> nIntVars () - prob -> nOrigIntVars ()));
182
183    double time_start = CoinCpuTime();
184
185#if 0
186    CouenneFeasibility feasibility;
187    bb.model().setProblemFeasibility (feasibility);
188#endif
189
190    /// update time limit (read/preprocessing might have taken some)
191    double timeLimit = 0;
192    couenne.options () -> GetNumericValue ("time_limit", timeLimit, "couenne.");
193    couenne.setDoubleParameter (Bonmin::BabSetupBase::MaxTime, 
194                                CoinMax (1., timeLimit - time_start));
195
196    //jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "Starting branch-and-bound\n");
197
198    //////////////////////////////////
199
200#ifdef COIN_HAS_NTY
201    double symmGroupSize = prob -> orbitalBranching () ? prob -> getNtyInfo () -> getGroupSize () : -1;
202#endif
203
204    if (!infeasible)
205      bb (couenne); // do branch and bound
206
207#ifdef COIN_HAS_NTY
208    if (CouenneBranchingObject::nOrbBr)
209      printf ("%d orbital nontrivial branchings\n", CouenneBranchingObject::nOrbBr);
210#endif
211
212    std::cout.precision (10);
213
214    int nr=-1, nt=-1;
215    double st=-1;
216
217    if (cg) cg -> getStats (nr, nt, st);
218    else printf ("Warning, could not get pointer to CouenneCutGenerator\n");
219
220    CouenneProblem *cp = cg ? cg -> Problem () : NULL;
221
222#if defined (FM_TRACE_OPTSOL) || defined (FM_FRES)
223    double cbcLb = (infeasible ? -COIN_DBL_MAX : bb.model (). getBestPossibleObjValue ());
224    double printObj = 0;
225    bool foundSol = false;
226#endif
227
228#ifdef FM_TRACE_OPTSOL
229
230    //FILE *fSol = fopen ("bidon.sol", "w");
231
232    // if(fSol == NULL) {
233    //   printf("### ERROR: can not open bidon.sol\n");
234    //   exit(1);
235    // }
236
237    if(cp != NULL) {
238      double cbcObjVal = infeasible ? COIN_DBL_MAX : bb.model().getObjValue();
239      int modelNvars = prob -> nVars ();//bb.model().getNumCols();
240
241      CouenneRecordBestSol *rs = cp->getRecordBestSol(); 
242      const double *cbcSol = infeasible ? NULL : bb.model().getColSolution();
243      double *modCbcSol = new double[modelNvars];
244      double modCbcSolVal= 1e100, modCbcSolMaxViol = 0;
245      bool cbcSolIsFeas = false;
246
247      if(modelNvars != cp->nVars()) {
248        printf("### ERROR: modelNvars: %d nVars: %d\n", 
249               modelNvars, cp->nVars());
250        exit(1);
251      }
252
253      // round cbcSol's integer coordinates
254
255      // for (int i=0; i<modelNvars; i++)
256      //        if (cp -> Var (i) -> isDefinedInteger ())
257      //          cbcSol [i] = COUENNE_round (cbcSol [i]);
258
259      if (cbcObjVal < 1e49 && !infeasible) {
260
261#ifdef FM_CHECKNLP2
262        int cMS = rs->getCardModSol();
263        cbcSolIsFeas = cp->checkNLP2(cbcSol, 0, false, // do not care about obj
264                                     false, // do not stop at first viol
265                                     true, // checkAll
266                                     cp->getFeasTol());
267        CoinCopyN(rs->getModSol(cMS), cMS, modCbcSol);
268        modCbcSolVal = rs->getModSolVal();
269        modCbcSolMaxViol = rs->getModSolMaxViol();
270#else /* not FM_CHECKNLP2 */
271        int cMS = cp->nVars();
272        cbcSolIsFeas = cp->checkNLP(cbcSol, modCbcSolVal, true);
273        CoinCopyN(cbcSol, cMS, modCbcSol);
274        modCbcSolMaxViol = cp->getFeasTol();
275#endif /* not FM_CHECKNLP2 */
276        foundSol = true;
277      }
278
279      const double *couenneSol = rs->getSol();
280      double *modCouenneSol = new double[modelNvars];
281      double modCouenneSolVal= 1e100, modCouenneSolMaxViol = 0;
282      bool couenneSolIsFeas = false;
283
284      // round couenneSol's integer coordinates
285
286      // for (int i=0; i<modelNvars; i++)
287      //        if (cp -> Var (i) -> isDefinedInteger ())
288      //          couenneSol [i] = COUENNE_round (couenneSol [i]);
289
290      if(couenneSol != NULL) {
291#ifdef FM_CHECKNLP2
292        int cMS = rs->getCardModSol();
293        couenneSolIsFeas = cp->checkNLP2(couenneSol, 0, false, 
294                                         false, true, 
295                                         cp->getFeasTol());
296        CoinCopyN(rs->getModSol(cMS), cMS, modCouenneSol);
297        modCouenneSolVal = rs->getModSolVal();
298        modCouenneSolMaxViol = rs->getModSolMaxViol();
299#else /* not FM_CHECKNLP2 */
300        int cMS = cp->nVars();
301        couenneSolIsFeas = cp->checkNLP(couenneSol, modCouenneSolVal, true);
302        CoinCopyN(couenneSol, cMS, modCouenneSol);
303        modCouenneSolMaxViol = cp->getFeasTol();
304#endif /* not FM_CHECKNLP2 */
305        foundSol = true;
306      }
307
308      retcomp = rs -> compareAndSave (modCbcSol,     modCbcSolVal,     modCbcSolMaxViol,     cbcSolIsFeas,
309                                      modCouenneSol, modCouenneSolVal, modCouenneSolMaxViol, couenneSolIsFeas, 
310                                      modelNvars, cp->getFeasTol());
311
312      // switch (retcomp) {
313      // case -1: printf("No solution found\n"); break;
314      // case 0: printf("Best solution found by Cbc. Value: %10.4f. Tolerance: %10g\n", modCbcSolVal, modCbcSolMaxViol); break;
315      // case 1: //printf("Best solution found by Couenne  Value: %10.4f  Tolerance: %10g\n", modCouenneSolVal, modCouenneSolMaxViol); break;
316      // default: break; // never happens
317      // }
318
319      if(rs->getHasSol()) {
320        if(cbcLb > rs->getVal()) { // Best sol found by Couenne and not
321                                   // transmitted to Cbc
322          cbcLb = rs->getVal();
323        }
324        printObj = rs->getVal();
325        //rs->printSol(fSol);
326      }
327      delete[] modCbcSol;
328      delete[] modCouenneSol;
329    }
330    //fclose(fSol);
331#endif /* FM_TRACE_OPTSOL */
332
333#ifdef FM_FRES
334    if(cp != NULL) {
335      FILE *f_res = NULL;
336      f_res = fopen("fres.xxx", "r");
337      if(f_res == NULL) {
338        f_res = fopen("fres.xxx", "w");
339        fprintf(f_res, "END_OF_HEADER\n");
340      }
341      else {
342        fclose(f_res);
343        f_res = fopen("fres.xxx", "a");
344      }
345      char *pbName, shortName[256]; 
346     
347      pbName = strdup(cp -> problemName ().c_str ());
348      char *f_name_pos = strrchr(pbName, '/');
349      if(f_name_pos != NULL) {
350        strcpy(shortName, &(f_name_pos[1]));
351      }
352      else {
353        strcpy(shortName, pbName);
354      }
355     
356      fprintf(f_res, "%20s %10.4f", shortName, cbcLb);
357      if(foundSol) {
358        fprintf(f_res, " %10.4f", printObj);
359      }
360      else {
361        fprintf(f_res, "         *");
362      }
363      fprintf(f_res, " %10d %10.4f\n", infeasible ? 0 : bb.numNodes (),
364              CoinCpuTime () - time_start);
365      fclose(f_res);
366    }
367#endif
368
369    // retrieve test value to check
370    double global_opt;
371    couenne.options () -> GetNumericValue ("couenne_check", global_opt, "couenne.");
372
373    double 
374      ub = infeasible ?  COIN_DBL_MAX : bb. model (). getObjValue (),
375      lb = infeasible ? -COIN_DBL_MAX : bb. model (). getBestPossibleObjValue ();
376
377    if (cp -> getRecordBestSol () &&
378        cp       -> getRecordBestSol () -> getHasSol () &&
379        (ub > cp -> getRecordBestSol () -> getVal    ()))   
380      ub = cp -> getRecordBestSol () -> getVal ();
381
382    if (false || //(fabs (lb) > COUENNE_INFINITY / 1e4) ||
383        (lb > ub))
384      lb = ub;
385
386    char 
387      *gapstr = new char [40],
388      *lbstr  = new char [40],
389      *ubstr  = new char [40];
390
391    // CouenneSolverInterface <OsiClpSolverInterface> *csi = dynamic_cast <CouenneSolverInterface *> (couenne.continuousSolver ());
392
393    // double rootLB = csi -> rootLB ();
394
395    sprintf (lbstr,  "%10g",     lb);
396    sprintf (ubstr,  "%10g",     ub);
397    sprintf (gapstr, "%.2f%%", fabs (100. * (ub - lb) / (1. + fabs (lb))));
398
399    if (!infeasible)
400      jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "\n\
401Linearization cuts added at root node:   %8d\n\
402Linearization cuts added in total:       %8d  (separation time: %gs)\n",
403                       nr, nt, st);
404
405    else jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE, "Problem infeasible\n");
406
407    jnlst -> Printf (J_NONE, J_COUENNE, "\
408Total time:                              %8gs (%gs in branch-and-bound)\n\
409Lower bound:                           %s\n\
410Upper bound:                           %s  (gap: %s)\n\
411Branch-and-bound nodes:                  %8d\n",
412                     CoinCpuTime () - time_start,
413                     cg ? (CoinCpuTime () - CoinMax (time_start, cg -> rootTime ())) : CoinCpuTime () - time_start,
414                     ((lb <= -8.9999e12) ||
415                                       infeasible ||          (fabs (lb)             > COUENNE_INFINITY/1e4)) ? "      -inf" : lbstr,
416                     ((retcomp < 0) || infeasible ||                           (ub   > COUENNE_INFINITY/1e4)) ? "       inf" : ubstr,
417                     (                 infeasible || (CoinMax (fabs (lb), fabs (ub)) > COUENNE_INFINITY/1e4)) ? "--"         : gapstr,
418                     infeasible ? 0 : bb.numNodes ());
419
420    // if (fabs (ub - bb. model (). getObjValue ()) > COUENNE_EPS * fabs (ub))
421    //   jnlst -> Printf (J_ERROR, J_COUENNE,
422    //                 "Warning: upper bounds differ between Couenne and Cbc. Saving Couenne's (more reliable).\n");
423
424    delete [] lbstr;
425    delete [] ubstr;
426    delete [] gapstr;
427
428    if (global_opt < COUENNE_INFINITY) { // some value found in couenne.opt
429
430      double opt = infeasible ? -COIN_DBL_MAX : bb.model (). getBestPossibleObjValue ();
431
432      printf ("Global Optimum Test on %-40s %s\n", 
433              cp ? cp -> problemName ().c_str () : "unknown", 
434              (fabs (opt - global_opt) / 
435               (1. + CoinMax (fabs (opt), fabs (global_opt))) < PRINTED_PRECISION) ? 
436              (const char *) "OK" : (const char *) "FAILED");
437              //opt, global_opt,
438              //fabs (opt - global_opt));
439
440    } else // good old statistics
441
442    if (couenne.displayStats ()) { // print statistics
443
444      if (cg && !cp) printf ("Warning, could not get pointer to problem\n");
445      else
446        printf ("Stats: %-15s %4d [var] %4d [int] %4d [con] %4d [aux] "
447                "%6d [root] %8d [tot] %6g [sep] %8g [time] %8g [bb] "
448#ifdef COIN_HAS_NTY
449                "%20e [lower] %20e [upper] %7d [nodes] %.0g [sg] %d [sgc]\n",
450#else
451                "%20e [lower] %20e [upper] %7d [nodes]\n",
452#endif
453                cp ? cp -> problemName (). c_str () : "unknown",
454                (cp) ? cp -> nOrigVars     () : -1, 
455                (cp) ? cp -> nOrigIntVars  () : -1, 
456                (cp) ? cp -> nOrigCons     () : -1,
457                (cp) ? (cp -> nVars     () - 
458                        cp -> nOrigVars ()): -1,
459                nr, nt, st, 
460                CoinCpuTime () - time_start,
461                cg ? (CoinCpuTime () - cg -> rootTime ()) : CoinCpuTime (),
462                lb, //bb.model (). getBestPossibleObjValue (),
463                ub, //bb.model (). getObjValue (),
464                //bb.bestBound (),
465                //bb.bestObj (),
466                infeasible ? 0 : bb.numNodes ()
467#ifdef COIN_HAS_NTY
468                ,symmGroupSize
469                ,CouenneBranchingObject::nSGcomputations
470#endif
471);
472                //bb.iterationCount ());
473                //status.c_str (), message.c_str ());
474    }
475
476//    nlp_and_solver -> writeAmplSolFile (message, bb.bestSolution (), NULL);
477  }
478  catch(Bonmin::TNLPSolver::UnsolvedError *E) {
479     E->writeDiffFiles();
480     E->printError(std::cerr);
481    //There has been a failure to solve a problem with Ipopt.
482    //And we will output file with information on what has been changed in the problem to make it fail.
483    //Now depending on what algorithm has been called (B-BB or other) the failed problem may be at different place.
484    //    const OsiSolverInterface &si1 = (algo > 0) ? nlpSolver : *model.solver();
485  }
486  catch (Bonmin::OsiTMINLPInterface::SimpleError &E) {
487    std::cerr<<E.className()<<"::"<<E.methodName()
488             <<std::endl
489             <<E.message()<<std::endl;
490  }
491  catch (CoinError &E) {
492    std::cerr<<E.className()<<"::"<<E.methodName()
493             <<std::endl
494             <<E.message()<<std::endl;
495  }
496  catch (Ipopt::OPTION_INVALID &E)
497  {
498   std::cerr<<"Ipopt exception : "<<E.Message()<<std::endl;
499  }
500  // catch (int generic_error) {
501  //   // if (generic_error == infeasible)
502  //   //   printf ("problem infeasible\n");
503  // }
504
505//  catch(...) {
506//    std::cerr<<pbName<<" unrecognized excpetion"<<std::endl;
507//    std::cerr<<pbName<<"\t Finished \t exception"<<std::endl;
508//    throw;
509//  }
510
511  delete [] pbName;
512  return 0;
513}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.