| 1 | // | 
|---|
| 2 | // conv.cc | 
|---|
| 3 | // | 
|---|
| 4 | // Copyright (C) 1996 Limit Point Systems, Inc. | 
|---|
| 5 | // | 
|---|
| 6 | // Author: Curtis Janssen <cljanss@limitpt.com> | 
|---|
| 7 | // Maintainer: LPS | 
|---|
| 8 | // | 
|---|
| 9 | // This file is part of the SC Toolkit. | 
|---|
| 10 | // | 
|---|
| 11 | // The SC Toolkit is free software; you can redistribute it and/or modify | 
|---|
| 12 | // it under the terms of the GNU Library General Public License as published by | 
|---|
| 13 | // the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) | 
|---|
| 14 | // any later version. | 
|---|
| 15 | // | 
|---|
| 16 | // The SC Toolkit is distributed in the hope that it will be useful, | 
|---|
| 17 | // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of | 
|---|
| 18 | // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the | 
|---|
| 19 | // GNU Library General Public License for more details. | 
|---|
| 20 | // | 
|---|
| 21 | // You should have received a copy of the GNU Library General Public License | 
|---|
| 22 | // along with the SC Toolkit; see the file COPYING.LIB.  If not, write to | 
|---|
| 23 | // the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA. | 
|---|
| 24 | // | 
|---|
| 25 | // The U.S. Government is granted a limited license as per AL 91-7. | 
|---|
| 26 | // | 
|---|
| 27 |  | 
|---|
| 28 | #ifdef __GNUC__ | 
|---|
| 29 | #pragma implementation | 
|---|
| 30 | #endif | 
|---|
| 31 |  | 
|---|
| 32 | #include <math.h> | 
|---|
| 33 |  | 
|---|
| 34 | #include <util/misc/formio.h> | 
|---|
| 35 | #include <util/keyval/keyval.h> | 
|---|
| 36 | #include <util/state/stateio.h> | 
|---|
| 37 | #include <math/optimize/conv.h> | 
|---|
| 38 |  | 
|---|
| 39 | using namespace std; | 
|---|
| 40 | using namespace sc; | 
|---|
| 41 |  | 
|---|
| 42 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 43 | // Convergence | 
|---|
| 44 |  | 
|---|
| 45 | static ClassDesc Convergence_cd( | 
|---|
| 46 | typeid(Convergence),"Convergence",1,"virtual public SavableState", | 
|---|
| 47 | 0, create<Convergence>, create<Convergence>); | 
|---|
| 48 |  | 
|---|
| 49 | Convergence::Convergence() | 
|---|
| 50 | { | 
|---|
| 51 | set_defaults(); | 
|---|
| 52 | } | 
|---|
| 53 |  | 
|---|
| 54 | Convergence::Convergence(double tolerance) | 
|---|
| 55 | { | 
|---|
| 56 | set_defaults(); | 
|---|
| 57 | max_disp_ = tolerance; | 
|---|
| 58 | max_grad_ = tolerance; | 
|---|
| 59 | rms_disp_ = tolerance; | 
|---|
| 60 | rms_grad_ = tolerance; | 
|---|
| 61 | graddisp_ = tolerance; | 
|---|
| 62 | } | 
|---|
| 63 |  | 
|---|
| 64 | Convergence::Convergence(StateIn&s): | 
|---|
| 65 | SavableState(s) | 
|---|
| 66 | { | 
|---|
| 67 | s.get(use_max_disp_); | 
|---|
| 68 | s.get(use_max_grad_); | 
|---|
| 69 | s.get(use_rms_disp_); | 
|---|
| 70 | s.get(use_rms_grad_); | 
|---|
| 71 | s.get(use_graddisp_); | 
|---|
| 72 | s.get(max_disp_); | 
|---|
| 73 | s.get(max_grad_); | 
|---|
| 74 | s.get(rms_disp_); | 
|---|
| 75 | s.get(rms_grad_); | 
|---|
| 76 | s.get(graddisp_); | 
|---|
| 77 | } | 
|---|
| 78 |  | 
|---|
| 79 | Convergence::Convergence(const Ref<KeyVal>&keyval) | 
|---|
| 80 | { | 
|---|
| 81 | use_max_disp_ = keyval->exists("max_disp"); | 
|---|
| 82 | use_max_grad_ = keyval->exists("max_grad"); | 
|---|
| 83 | use_rms_disp_ = keyval->exists("rms_disp"); | 
|---|
| 84 | use_rms_grad_ = keyval->exists("rms_grad"); | 
|---|
| 85 | use_graddisp_ = keyval->exists("graddisp"); | 
|---|
| 86 | if (use_max_disp_) max_disp_ = keyval->doublevalue("max_disp"); | 
|---|
| 87 | if (use_max_grad_) max_grad_ = keyval->doublevalue("max_grad"); | 
|---|
| 88 | if (use_rms_disp_) rms_disp_ = keyval->doublevalue("rms_disp"); | 
|---|
| 89 | if (use_rms_grad_) rms_grad_ = keyval->doublevalue("rms_grad"); | 
|---|
| 90 | if (use_graddisp_) graddisp_ = keyval->doublevalue("graddisp"); | 
|---|
| 91 |  | 
|---|
| 92 | if (!use_max_disp_ && !use_max_grad_ | 
|---|
| 93 | && !use_rms_disp_ && !use_rms_grad_ | 
|---|
| 94 | && !use_graddisp_) { | 
|---|
| 95 | set_defaults(); | 
|---|
| 96 | } | 
|---|
| 97 | } | 
|---|
| 98 |  | 
|---|
| 99 | Convergence::~Convergence() | 
|---|
| 100 | { | 
|---|
| 101 | } | 
|---|
| 102 |  | 
|---|
| 103 | void | 
|---|
| 104 | Convergence::save_data_state(StateOut&s) | 
|---|
| 105 | { | 
|---|
| 106 | s.put(use_max_disp_); | 
|---|
| 107 | s.put(use_max_grad_); | 
|---|
| 108 | s.put(use_rms_disp_); | 
|---|
| 109 | s.put(use_rms_grad_); | 
|---|
| 110 | s.put(use_graddisp_); | 
|---|
| 111 | s.put(max_disp_); | 
|---|
| 112 | s.put(max_grad_); | 
|---|
| 113 | s.put(rms_disp_); | 
|---|
| 114 | s.put(rms_grad_); | 
|---|
| 115 | s.put(graddisp_); | 
|---|
| 116 | } | 
|---|
| 117 |  | 
|---|
| 118 | void | 
|---|
| 119 | Convergence::set_defaults() | 
|---|
| 120 | { | 
|---|
| 121 | use_max_disp_ = 0; | 
|---|
| 122 | use_max_grad_ = 1; | 
|---|
| 123 | use_rms_disp_ = 0; | 
|---|
| 124 | use_rms_grad_ = 1; | 
|---|
| 125 | use_graddisp_ = 0; | 
|---|
| 126 | max_grad_ = 4.0e-6; | 
|---|
| 127 | rms_grad_ = 1.0e-6; | 
|---|
| 128 | } | 
|---|
| 129 |  | 
|---|
| 130 | void | 
|---|
| 131 | Convergence::get_x(const Ref<Function> &f) | 
|---|
| 132 | { | 
|---|
| 133 | x_ = f->get_x(); | 
|---|
| 134 | } | 
|---|
| 135 |  | 
|---|
| 136 | void | 
|---|
| 137 | Convergence::set_nextx(const RefSCVector &x) | 
|---|
| 138 | { | 
|---|
| 139 | nextx_ = x->copy(); | 
|---|
| 140 | } | 
|---|
| 141 |  | 
|---|
| 142 | void | 
|---|
| 143 | Convergence::get_grad(const Ref<Function> &f) | 
|---|
| 144 | { | 
|---|
| 145 | grad_ = f->gradient(); | 
|---|
| 146 | } | 
|---|
| 147 |  | 
|---|
| 148 | int | 
|---|
| 149 | Convergence::converged() | 
|---|
| 150 | { | 
|---|
| 151 | int fail = 0; | 
|---|
| 152 | int pass = 0; | 
|---|
| 153 |  | 
|---|
| 154 | RefSCVector disp; | 
|---|
| 155 | if (x_.nonnull() && nextx_.nonnull()) disp = nextx_ - x_; | 
|---|
| 156 |  | 
|---|
| 157 | ExEnv::out0() << endl; | 
|---|
| 158 |  | 
|---|
| 159 | if (use_max_grad_ && grad_.nonnull()) { | 
|---|
| 160 | check_conv("Max Gradient     ", grad_.maxabs(), max_grad_, pass, fail); | 
|---|
| 161 | } | 
|---|
| 162 | if (use_rms_grad_ && grad_.nonnull()) { | 
|---|
| 163 | check_conv("RMS Gradient     ", | 
|---|
| 164 | sqrt(grad_.scalar_product(grad_)/grad_.n()), | 
|---|
| 165 | rms_grad_, pass, fail); | 
|---|
| 166 | } | 
|---|
| 167 | if (use_max_disp_ && disp.nonnull()) { | 
|---|
| 168 | check_conv("Max Displacement ", disp.maxabs(), max_disp_, pass, fail); | 
|---|
| 169 | } | 
|---|
| 170 | if (use_rms_disp_ && disp.nonnull()) { | 
|---|
| 171 | check_conv("RMS Displacement ", | 
|---|
| 172 | sqrt(disp.scalar_product(disp)/disp.n()), | 
|---|
| 173 | rms_disp_, pass, fail); | 
|---|
| 174 | } | 
|---|
| 175 | if (use_graddisp_ && disp.nonnull() && grad_.nonnull()) { | 
|---|
| 176 | check_conv("Gradient*Displace", fabs(disp.scalar_product(grad_)), | 
|---|
| 177 | graddisp_, pass, fail); | 
|---|
| 178 | } | 
|---|
| 179 | if (fail + pass == 0) { | 
|---|
| 180 | ExEnv::errn() << "ERROR: Convergence::converged: no applicable convergence tests" | 
|---|
| 181 | << endl; | 
|---|
| 182 | abort(); | 
|---|
| 183 | } | 
|---|
| 184 | if (!fail) { | 
|---|
| 185 | ExEnv::out0() << endl | 
|---|
| 186 | << indent << "All convergence criteria have been met." | 
|---|
| 187 | << endl; | 
|---|
| 188 | } | 
|---|
| 189 | return !fail; | 
|---|
| 190 | } | 
|---|
| 191 |  | 
|---|
| 192 | void | 
|---|
| 193 | Convergence::check_conv(const char *heading, | 
|---|
| 194 | double val, double bound, | 
|---|
| 195 | int &pass, int &fail) | 
|---|
| 196 | { | 
|---|
| 197 | int converged = val <= bound; | 
|---|
| 198 | ExEnv::out0() << indent << heading << ": " | 
|---|
| 199 | << scprintf("%14.10f ", val) | 
|---|
| 200 | << scprintf("%14.10f  ", bound) | 
|---|
| 201 | << (converged?"yes":"no") | 
|---|
| 202 | << endl; | 
|---|
| 203 | if (converged) pass++; | 
|---|
| 204 | else fail++; | 
|---|
| 205 | } | 
|---|
| 206 |  | 
|---|
| 207 | void | 
|---|
| 208 | Convergence::reset() | 
|---|
| 209 | { | 
|---|
| 210 | grad_ = 0; | 
|---|
| 211 | x_ = 0; | 
|---|
| 212 | nextx_ = 0; | 
|---|
| 213 | } | 
|---|
| 214 |  | 
|---|
| 215 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 216 |  | 
|---|
| 217 | // Local Variables: | 
|---|
| 218 | // mode: c++ | 
|---|
| 219 | // c-file-style: "CLJ" | 
|---|
| 220 | // End: | 
|---|