| 1 | //
 | 
|---|
| 2 | // conv.cc
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| 3 | //
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|---|
| 4 | // Copyright (C) 1996 Limit Point Systems, Inc.
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|---|
| 5 | //
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|---|
| 6 | // Author: Curtis Janssen <cljanss@limitpt.com>
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| 7 | // Maintainer: LPS
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|---|
| 8 | //
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|---|
| 9 | // This file is part of the SC Toolkit.
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| 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 | //
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|---|
| 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:
 | 
|---|