src/math/math_GlobOptMin.hxx

   1 // Created on: 2014-01-20
   2 // Created by: Alexaner Malyshev
   3 // Copyright (c) 2014-2014 OPEN CASCADE SAS
   4 //
   5 // This file is part of Open CASCADE Technology software library.
   6 //
   7 // This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under
   8 // the terms of the GNU Lesser General Public License version 2.1 as published
   9 // by the Free Software Foundation, with special exception defined in the file
  10 // OCCT_LGPL_EXCEPTION.txt. Consult the file LICENSE_LGPL_21.txt included in OCCT
  11 // distribution for complete text of the license and disclaimer of any warranty.
  12 //
  13 // Alternatively, this file may be used under the terms of Open CASCADE
  14 // commercial license or contractual agreement.
  15
  16 #ifndef _math_GlobOptMin_HeaderFile
  17 #define _math_GlobOptMin_HeaderFile
  18
  19 #include <math_MultipleVarFunction.hxx>
  20 #include <NCollection_Sequence.hxx>
  21 #include <Standard_Type.hxx>
  22
  23 //! This class represents Evtushenko's algorithm of global optimization based on nonuniform mesh.<br>
  24 //! Article: Yu. Evtushenko. Numerical methods for finding global extreme (case of a non-uniform mesh). <br>
  25 //! U.S.S.R. Comput. Maths. Math. Phys., Vol. 11, N 6, pp. 38-54.
  26
  27 class math_GlobOptMin
  28 {
  29 public:
  30
  31   Standard_EXPORT math_GlobOptMin(math_MultipleVarFunction* theFunc,
  32                                  const math_Vector& theA,
  33                                  const math_Vector& theB,
  34                                  const Standard_Real theC = 9,
  35                                  const Standard_Real theDiscretizationTol = 1.0e-2,
  36                                  const Standard_Real theSameTol = 1.0e-7);
  37
  38   Standard_EXPORT void SetGlobalParams(math_MultipleVarFunction* theFunc,
  39                                        const math_Vector& theA,
  40                                        const math_Vector& theB,
  41                                        const Standard_Real theC = 9,
  42                                        const Standard_Real theDiscretizationTol = 1.0e-2,
  43                                        const Standard_Real theSameTol = 1.0e-7);
  44
  45   Standard_EXPORT void SetLocalParams(const math_Vector& theLocalA,
  46                                       const math_Vector& theLocalB);
  47
  48   Standard_EXPORT void SetTol(const Standard_Real theDiscretizationTol,
  49                               const Standard_Real theSameTol);
  50
  51   Standard_EXPORT void GetTol(Standard_Real& theDiscretizationTol,
  52                               Standard_Real& theSameTol);
  53
  54   Standard_EXPORT ~math_GlobOptMin();
  55
  56   Standard_EXPORT void Perform();
  57
  58   //! Get best functional value.
  59   Standard_EXPORT Standard_Real GetF();
  60
  61   //! Return count of global extremas.
  62   Standard_EXPORT Standard_Integer NbExtrema();
  63
  64   //! Return solution i, 1 <= i <= NbExtrema.
  65   Standard_EXPORT void Points(const Standard_Integer theIndex, math_Vector& theSol);
  66
  67   Standard_Boolean isDone();
  68
  69 private:
  70
  71   math_GlobOptMin & operator = (const math_GlobOptMin & theOther);
  72
  73   Standard_Boolean computeLocalExtremum(const math_Vector& thePnt, Standard_Real& theVal, math_Vector& theOutPnt);
  74
  75   void computeGlobalExtremum(Standard_Integer theIndex);
  76
  77   //! Computes starting value / approximation:
  78   // myF - initial best value.
  79   // myY - initial best point.
  80   // myC - approximation of Lipschitz constant.
  81   // to imporve convergence speed.
  82   void computeInitialValues();
  83
  84   //! Check that myA <= pnt <= myB
  85   Standard_Boolean isInside(const math_Vector& thePnt);
  86
  87   Standard_Boolean isStored(const math_Vector &thePnt);
  88
  89   // Input.
  90   math_MultipleVarFunction* myFunc;
  91   Standard_Integer myN;
  92   math_Vector myA; // Left border on current C2 interval.
  93   math_Vector myB; // Right border on current C2 interval.
  94   math_Vector myGlobA; // Global left border.
  95   math_Vector myGlobB; // Global right border.
  96   Standard_Real myTol; // Discretization tolerance, default 1.0e-2.
  97   Standard_Real mySameTol; // points with ||p1 - p2|| < mySameTol is equal,
  98                            // function values |val1 - val2| * 0.01 < mySameTol is equal,
  99                            // default value is 1.0e-7.
 100   Standard_Real myC; //Lipschitz constant, default 9
 101
 102   // Output.
 103   Standard_Boolean myDone;
 104   NCollection_Sequence<Standard_Real> myY;// Current solutions.
 105   Standard_Integer mySolCount; // Count of solutions.
 106
 107   // Algorithm data.
 108   Standard_Real myZ;
 109   Standard_Real myE1; // Border coeff.
 110   Standard_Real myE2; // Minimum step size.
 111   Standard_Real myE3; // Local extrema starting parameter.
 112
 113   math_Vector myX; // Current modified solution.
 114   math_Vector myTmp; // Current modified solution.
 115   math_Vector myV; // Steps array.
 116   math_Vector myMaxV; // Max Steps array.
 117
 118   Standard_Real myF; // Current value of Global optimum.
 119 };
 120
 121 const Handle(Standard_Type)& TYPE(math_GlobOptMin);
 122
 123 #endif