ROOT logo
// @(#)root/quadp:$Id: TQpDataDens.cxx 20882 2007-11-19 11:31:26Z rdm $
// Author: Eddy Offermann   May 2004

/*************************************************************************
 * Copyright (C) 1995-2000, Rene Brun and Fons Rademakers.               *
 * All rights reserved.                                                  *
 *                                                                       *
 * For the licensing terms see $ROOTSYS/LICENSE.                         *
 * For the list of contributors see $ROOTSYS/README/CREDITS.             *
 *************************************************************************/

/*************************************************************************
 * Parts of this file are copied from the OOQP distribution and          *
 * are subject to the following license:                                 *
 *                                                                       *
 * COPYRIGHT 2001 UNIVERSITY OF CHICAGO                                  *
 *                                                                       *
 * The copyright holder hereby grants you royalty-free rights to use,    *
 * reproduce, prepare derivative works, and to redistribute this software*
 * to others, provided that any changes are clearly documented. This     *
 * software was authored by:                                             *
 *                                                                       *
 *   E. MICHAEL GERTZ      gertz@mcs.anl.gov                             *
 *   Mathematics and Computer Science Division                           *
 *   Argonne National Laboratory                                         *
 *   9700 S. Cass Avenue                                                 *
 *   Argonne, IL 60439-4844                                              *
 *                                                                       *
 *   STEPHEN J. WRIGHT     swright@cs.wisc.edu                           *
 *   Computer Sciences Department                                        *
 *   University of Wisconsin                                             *
 *   1210 West Dayton Street                                             *
 *   Madison, WI 53706   FAX: (608)262-9777                              *
 *                                                                       *
 * Any questions or comments may be directed to one of the authors.      *
 *                                                                       *
 * ARGONNE NATIONAL LABORATORY (ANL), WITH FACILITIES IN THE STATES OF   *
 * ILLINOIS AND IDAHO, IS OWNED BY THE UNITED STATES GOVERNMENT, AND     *
 * OPERATED BY THE UNIVERSITY OF CHICAGO UNDER PROVISION OF A CONTRACT   *
 * WITH THE DEPARTMENT OF ENERGY.                                        *
 *************************************************************************/

#include "Riostream.h"
#include "TQpDataDens.h"

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//                                                                      //
// TQpDataDens                                                          //
//                                                                      //
// Data for the dense QP formulation                                    //
//                                                                      //
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

ClassImp(TQpDataDens)

//______________________________________________________________________________
TQpDataDens::TQpDataDens(Int_t nx,Int_t my,Int_t mz)
: TQpDataBase(nx,my,mz)
{
// Constructor

   fQ.ResizeTo(fNx,fNx);
   fA.ResizeTo(fMy,fNx);
   fC.ResizeTo(fMz,fNx);
}


//______________________________________________________________________________
TQpDataDens::TQpDataDens(TVectorD &c_in,   TMatrixDSym &Q_in,
                         TVectorD &xlow_in,TVectorD    &ixlow_in,
                         TVectorD &xupp_in,TVectorD    &ixupp_in,
                         TMatrixD &A_in,   TVectorD    &bA_in,
                         TMatrixD &C_in,
                         TVectorD &clow_in,TVectorD    &iclow_in,
                         TVectorD &cupp_in,TVectorD    &icupp_in)
{
// Constructor

   fG       .ResizeTo(c_in)    ; fG        = c_in;
   fBa      .ResizeTo(bA_in)   ; fBa       = bA_in;
   fXloBound.ResizeTo(xlow_in) ; fXloBound = xlow_in;
   fXloIndex.ResizeTo(ixlow_in); fXloIndex = ixlow_in;
   fXupBound.ResizeTo(xupp_in) ; fXupBound = xupp_in;
   fXupIndex.ResizeTo(ixupp_in); fXupIndex = ixupp_in;
   fCloBound.ResizeTo(clow_in) ; fCloBound = clow_in;
   fCloIndex.ResizeTo(iclow_in); fCloIndex = iclow_in;
   fCupBound.ResizeTo(cupp_in) ; fCupBound = cupp_in;
   fCupIndex.ResizeTo(icupp_in); fCupIndex = icupp_in;

   fNx = fG.GetNrows();
   fQ.Use(Q_in);

   if (A_in.GetNrows() > 0) {
      fA.Use(A_in);
      fMy = fA.GetNrows();
   } else
   fMy = 0;

   if (C_in.GetNrows() > 0) {
      fC.Use(C_in);
      fMz = fC.GetNrows();
   } else
   fMz = 0;
}


//______________________________________________________________________________
TQpDataDens::TQpDataDens(const TQpDataDens &another) : TQpDataBase(another)
{
// Copy constructor

   *this = another;
}


//______________________________________________________________________________
void TQpDataDens::Qmult(Double_t beta,TVectorD &y,Double_t alpha,const TVectorD &x )
{
// calculate y = beta*y + alpha*(fQ*x)

   y *= beta;
   if (fQ.GetNoElements() > 0)
      y += alpha*(fQ*x);
}


//______________________________________________________________________________
void TQpDataDens::Amult(Double_t beta,TVectorD &y,Double_t alpha,const TVectorD &x)
{
// calculate y = beta*y + alpha*(fA*x)

   y *= beta;
   if (fA.GetNoElements() > 0)
      y += alpha*(fA*x);
}


//______________________________________________________________________________
void TQpDataDens::Cmult(Double_t beta,TVectorD &y,Double_t alpha,const TVectorD &x)
{
// calculate y = beta*y + alpha*(fC*x)

   y *= beta;
   if (fC.GetNoElements() > 0)
      y += alpha*(fC*x);
}


//______________________________________________________________________________
void TQpDataDens::ATransmult(Double_t beta,TVectorD &y,Double_t alpha,const TVectorD &x)
{
// calculate y = beta*y + alpha*(fA^T*x)

   y *= beta;
   if (fA.GetNoElements() > 0)
      y += alpha*(TMatrixD(TMatrixD::kTransposed,fA)*x);
}


//______________________________________________________________________________
void TQpDataDens::CTransmult(Double_t beta,TVectorD &y,Double_t alpha,const TVectorD &x)
{
// calculate y = beta*y + alpha*(fC^T*x)

   y *= beta;
   if (fC.GetNoElements() > 0)
      y += alpha*(TMatrixD(TMatrixD::kTransposed,fC)*x);
}


//______________________________________________________________________________
Double_t TQpDataDens::DataNorm()
{
// Return the largest component of several vectors in the data class

   Double_t norm = 0.0;

   Double_t componentNorm = fG.NormInf();
   if (componentNorm > norm) norm = componentNorm;

   TMatrixDSym fQ_abs(fQ);
   componentNorm = (fQ_abs.Abs()).Max();
   if (componentNorm > norm) norm = componentNorm;

   componentNorm = fBa.NormInf();
   if (componentNorm > norm) norm = componentNorm;

   TMatrixD fA_abs(fQ);
   componentNorm = (fA_abs.Abs()).Max();
   if (componentNorm > norm) norm = componentNorm;

   TMatrixD fC_abs(fQ);
   componentNorm = (fC_abs.Abs()).Max();
   if (componentNorm > norm) norm = componentNorm;

   R__ASSERT(fXloBound.MatchesNonZeroPattern(fXloIndex));
   componentNorm = fXloBound.NormInf();
   if (componentNorm > norm) norm = componentNorm;

   R__ASSERT(fXupBound.MatchesNonZeroPattern(fXupIndex));
   componentNorm = fXupBound.NormInf();
   if (componentNorm > norm) norm = componentNorm;

   R__ASSERT(fCloBound.MatchesNonZeroPattern(fCloIndex));
   componentNorm = fCloBound.NormInf();
   if (componentNorm > norm) norm = componentNorm;

   R__ASSERT(fCupBound.MatchesNonZeroPattern(fCupIndex));
   componentNorm = fCupBound.NormInf();
   if (componentNorm > norm) norm = componentNorm;

   return norm;
}


//______________________________________________________________________________
void TQpDataDens::Print(Option_t * /*opt*/) const
{
// Print all class members

   fQ.Print("Q");
   fG.Print("c");

   fXloBound.Print("xlow");
   fXloIndex.Print("ixlow");

   fXupBound.Print("xupp");
   fXupIndex.Print("ixupp");

   fA.Print("A");
   fBa.Print("b");
   fC.Print("C");

   fCloBound.Print("clow");
   fCloIndex.Print("iclow");

   fCupBound.Print("cupp");
   fCupIndex.Print("icupp");
}


//______________________________________________________________________________
void TQpDataDens::PutQIntoAt(TMatrixDBase &m,Int_t row,Int_t col)
{
// Insert the Hessian Q into the matrix M at index (row,col) for the fundamental
// linear system

   m.SetSub(row,col,fQ);
}


//______________________________________________________________________________
void TQpDataDens::PutAIntoAt(TMatrixDBase &m,Int_t row,Int_t col)
{
// Insert the constraint matrix A into the matrix M at index (row,col) for the fundamental
// linear system

   m.SetSub(row,col,fA);
}


//______________________________________________________________________________
void TQpDataDens::PutCIntoAt(TMatrixDBase &m,Int_t row,Int_t col)
{
// Insert the constraint matrix C into the matrix M at index (row,col) for the fundamental
// linear system

   m.SetSub(row,col,fC);
}


//______________________________________________________________________________
void TQpDataDens::GetDiagonalOfQ(TVectorD &dq)
{
// Return in vector dq the diagonal of matrix fQ (Quadratic part of Objective function)

   const Int_t n = TMath::Min(fQ.GetNrows(),fQ.GetNcols());
   dq.ResizeTo(n);
   dq = TMatrixDDiag(fQ);
}


//______________________________________________________________________________
Double_t TQpDataDens::ObjectiveValue(TQpVar *vars)
{
// Return value of the objective function

   TVectorD tmp(fG);
   this->Qmult(1.0,tmp,0.5,vars->fX);

   return tmp*vars->fX;
}


//______________________________________________________________________________
void TQpDataDens::DataRandom(TVectorD &x,TVectorD &y,TVectorD &z,TVectorD &s)
{
// Choose randomly a QP problem

   Double_t ix = 3074.20374;

   TVectorD xdual(fNx);
   this->RandomlyChooseBoundedVariables(x,xdual,fXloBound,fXloIndex,fXupBound,fXupIndex,ix,.25,.25,.25);
   TVectorD sprime(fMz);
   this->RandomlyChooseBoundedVariables(sprime,z,fCloBound,fCloIndex,fCupBound,fCupIndex,ix,.25,.25,.5);

   fQ.RandomizePD(0.0,1.0,ix);
   fA.Randomize(-10.0,10.0,ix);
   fC.Randomize(-10.0,10.0,ix);
   y .Randomize(-10.0,10.0,ix);

   fG = xdual;
   fG -= fQ*x;

   fG += TMatrixD(TMatrixD::kTransposed,fA)*y;
   fG += TMatrixD(TMatrixD::kTransposed,fC)*z;

   fBa = fA*x;
   s   = fC*x;

   // Now compute the real q = s-sprime
   const TVectorD q = s-sprime;

   // Adjust fCloBound and fCupBound appropriately
   Add(fCloBound,1.0,q);
   Add(fCupBound,1.0,q);

   fCloBound.SelectNonZeros(fCloIndex);
   fCupBound.SelectNonZeros(fCupIndex);
}


//______________________________________________________________________________
TQpDataDens &TQpDataDens::operator=(const TQpDataDens &source)
{
// Assignment operator

   if (this != &source) {
      TQpDataBase::operator=(source);
      fQ.ResizeTo(source.fQ); fQ = source.fQ;
      fA.ResizeTo(source.fA); fA = source.fA;
      fC.ResizeTo(source.fC); fC = source.fC;
   }
   return *this;
}
 TQpDataDens.cxx:1
 TQpDataDens.cxx:2
 TQpDataDens.cxx:3
 TQpDataDens.cxx:4
 TQpDataDens.cxx:5
 TQpDataDens.cxx:6
 TQpDataDens.cxx:7
 TQpDataDens.cxx:8
 TQpDataDens.cxx:9
 TQpDataDens.cxx:10
 TQpDataDens.cxx:11
 TQpDataDens.cxx:12
 TQpDataDens.cxx:13
 TQpDataDens.cxx:14
 TQpDataDens.cxx:15
 TQpDataDens.cxx:16
 TQpDataDens.cxx:17
 TQpDataDens.cxx:18
 TQpDataDens.cxx:19
 TQpDataDens.cxx:20
 TQpDataDens.cxx:21
 TQpDataDens.cxx:22
 TQpDataDens.cxx:23
 TQpDataDens.cxx:24
 TQpDataDens.cxx:25
 TQpDataDens.cxx:26
 TQpDataDens.cxx:27
 TQpDataDens.cxx:28
 TQpDataDens.cxx:29
 TQpDataDens.cxx:30
 TQpDataDens.cxx:31
 TQpDataDens.cxx:32
 TQpDataDens.cxx:33
 TQpDataDens.cxx:34
 TQpDataDens.cxx:35
 TQpDataDens.cxx:36
 TQpDataDens.cxx:37
 TQpDataDens.cxx:38
 TQpDataDens.cxx:39
 TQpDataDens.cxx:40
 TQpDataDens.cxx:41
 TQpDataDens.cxx:42
 TQpDataDens.cxx:43
 TQpDataDens.cxx:44
 TQpDataDens.cxx:45
 TQpDataDens.cxx:46
 TQpDataDens.cxx:47
 TQpDataDens.cxx:48
 TQpDataDens.cxx:49
 TQpDataDens.cxx:50
 TQpDataDens.cxx:51
 TQpDataDens.cxx:52
 TQpDataDens.cxx:53
 TQpDataDens.cxx:54
 TQpDataDens.cxx:55
 TQpDataDens.cxx:56
 TQpDataDens.cxx:57
 TQpDataDens.cxx:58
 TQpDataDens.cxx:59
 TQpDataDens.cxx:60
 TQpDataDens.cxx:61
 TQpDataDens.cxx:62
 TQpDataDens.cxx:63
 TQpDataDens.cxx:64
 TQpDataDens.cxx:65
 TQpDataDens.cxx:66
 TQpDataDens.cxx:67
 TQpDataDens.cxx:68
 TQpDataDens.cxx:69
 TQpDataDens.cxx:70
 TQpDataDens.cxx:71
 TQpDataDens.cxx:72
 TQpDataDens.cxx:73
 TQpDataDens.cxx:74
 TQpDataDens.cxx:75
 TQpDataDens.cxx:76
 TQpDataDens.cxx:77
 TQpDataDens.cxx:78
 TQpDataDens.cxx:79
 TQpDataDens.cxx:80
 TQpDataDens.cxx:81
 TQpDataDens.cxx:82
 TQpDataDens.cxx:83
 TQpDataDens.cxx:84
 TQpDataDens.cxx:85
 TQpDataDens.cxx:86
 TQpDataDens.cxx:87
 TQpDataDens.cxx:88
 TQpDataDens.cxx:89
 TQpDataDens.cxx:90
 TQpDataDens.cxx:91
 TQpDataDens.cxx:92
 TQpDataDens.cxx:93
 TQpDataDens.cxx:94
 TQpDataDens.cxx:95
 TQpDataDens.cxx:96
 TQpDataDens.cxx:97
 TQpDataDens.cxx:98
 TQpDataDens.cxx:99
 TQpDataDens.cxx:100
 TQpDataDens.cxx:101
 TQpDataDens.cxx:102
 TQpDataDens.cxx:103
 TQpDataDens.cxx:104
 TQpDataDens.cxx:105
 TQpDataDens.cxx:106
 TQpDataDens.cxx:107
 TQpDataDens.cxx:108
 TQpDataDens.cxx:109
 TQpDataDens.cxx:110
 TQpDataDens.cxx:111
 TQpDataDens.cxx:112
 TQpDataDens.cxx:113
 TQpDataDens.cxx:114
 TQpDataDens.cxx:115
 TQpDataDens.cxx:116
 TQpDataDens.cxx:117
 TQpDataDens.cxx:118
 TQpDataDens.cxx:119
 TQpDataDens.cxx:120
 TQpDataDens.cxx:121
 TQpDataDens.cxx:122
 TQpDataDens.cxx:123
 TQpDataDens.cxx:124
 TQpDataDens.cxx:125
 TQpDataDens.cxx:126
 TQpDataDens.cxx:127
 TQpDataDens.cxx:128
 TQpDataDens.cxx:129
 TQpDataDens.cxx:130
 TQpDataDens.cxx:131
 TQpDataDens.cxx:132
 TQpDataDens.cxx:133
 TQpDataDens.cxx:134
 TQpDataDens.cxx:135
 TQpDataDens.cxx:136
 TQpDataDens.cxx:137
 TQpDataDens.cxx:138
 TQpDataDens.cxx:139
 TQpDataDens.cxx:140
 TQpDataDens.cxx:141
 TQpDataDens.cxx:142
 TQpDataDens.cxx:143
 TQpDataDens.cxx:144
 TQpDataDens.cxx:145
 TQpDataDens.cxx:146
 TQpDataDens.cxx:147
 TQpDataDens.cxx:148
 TQpDataDens.cxx:149
 TQpDataDens.cxx:150
 TQpDataDens.cxx:151
 TQpDataDens.cxx:152
 TQpDataDens.cxx:153
 TQpDataDens.cxx:154
 TQpDataDens.cxx:155
 TQpDataDens.cxx:156
 TQpDataDens.cxx:157
 TQpDataDens.cxx:158
 TQpDataDens.cxx:159
 TQpDataDens.cxx:160
 TQpDataDens.cxx:161
 TQpDataDens.cxx:162
 TQpDataDens.cxx:163
 TQpDataDens.cxx:164
 TQpDataDens.cxx:165
 TQpDataDens.cxx:166
 TQpDataDens.cxx:167
 TQpDataDens.cxx:168
 TQpDataDens.cxx:169
 TQpDataDens.cxx:170
 TQpDataDens.cxx:171
 TQpDataDens.cxx:172
 TQpDataDens.cxx:173
 TQpDataDens.cxx:174
 TQpDataDens.cxx:175
 TQpDataDens.cxx:176
 TQpDataDens.cxx:177
 TQpDataDens.cxx:178
 TQpDataDens.cxx:179
 TQpDataDens.cxx:180
 TQpDataDens.cxx:181
 TQpDataDens.cxx:182
 TQpDataDens.cxx:183
 TQpDataDens.cxx:184
 TQpDataDens.cxx:185
 TQpDataDens.cxx:186
 TQpDataDens.cxx:187
 TQpDataDens.cxx:188
 TQpDataDens.cxx:189
 TQpDataDens.cxx:190
 TQpDataDens.cxx:191
 TQpDataDens.cxx:192
 TQpDataDens.cxx:193
 TQpDataDens.cxx:194
 TQpDataDens.cxx:195
 TQpDataDens.cxx:196
 TQpDataDens.cxx:197
 TQpDataDens.cxx:198
 TQpDataDens.cxx:199
 TQpDataDens.cxx:200
 TQpDataDens.cxx:201
 TQpDataDens.cxx:202
 TQpDataDens.cxx:203
 TQpDataDens.cxx:204
 TQpDataDens.cxx:205
 TQpDataDens.cxx:206
 TQpDataDens.cxx:207
 TQpDataDens.cxx:208
 TQpDataDens.cxx:209
 TQpDataDens.cxx:210
 TQpDataDens.cxx:211
 TQpDataDens.cxx:212
 TQpDataDens.cxx:213
 TQpDataDens.cxx:214
 TQpDataDens.cxx:215
 TQpDataDens.cxx:216
 TQpDataDens.cxx:217
 TQpDataDens.cxx:218
 TQpDataDens.cxx:219
 TQpDataDens.cxx:220
 TQpDataDens.cxx:221
 TQpDataDens.cxx:222
 TQpDataDens.cxx:223
 TQpDataDens.cxx:224
 TQpDataDens.cxx:225
 TQpDataDens.cxx:226
 TQpDataDens.cxx:227
 TQpDataDens.cxx:228
 TQpDataDens.cxx:229
 TQpDataDens.cxx:230
 TQpDataDens.cxx:231
 TQpDataDens.cxx:232
 TQpDataDens.cxx:233
 TQpDataDens.cxx:234
 TQpDataDens.cxx:235
 TQpDataDens.cxx:236
 TQpDataDens.cxx:237
 TQpDataDens.cxx:238
 TQpDataDens.cxx:239
 TQpDataDens.cxx:240
 TQpDataDens.cxx:241
 TQpDataDens.cxx:242
 TQpDataDens.cxx:243
 TQpDataDens.cxx:244
 TQpDataDens.cxx:245
 TQpDataDens.cxx:246
 TQpDataDens.cxx:247
 TQpDataDens.cxx:248
 TQpDataDens.cxx:249
 TQpDataDens.cxx:250
 TQpDataDens.cxx:251
 TQpDataDens.cxx:252
 TQpDataDens.cxx:253
 TQpDataDens.cxx:254
 TQpDataDens.cxx:255
 TQpDataDens.cxx:256
 TQpDataDens.cxx:257
 TQpDataDens.cxx:258
 TQpDataDens.cxx:259
 TQpDataDens.cxx:260
 TQpDataDens.cxx:261
 TQpDataDens.cxx:262
 TQpDataDens.cxx:263
 TQpDataDens.cxx:264
 TQpDataDens.cxx:265
 TQpDataDens.cxx:266
 TQpDataDens.cxx:267
 TQpDataDens.cxx:268
 TQpDataDens.cxx:269
 TQpDataDens.cxx:270
 TQpDataDens.cxx:271
 TQpDataDens.cxx:272
 TQpDataDens.cxx:273
 TQpDataDens.cxx:274
 TQpDataDens.cxx:275
 TQpDataDens.cxx:276
 TQpDataDens.cxx:277
 TQpDataDens.cxx:278
 TQpDataDens.cxx:279
 TQpDataDens.cxx:280
 TQpDataDens.cxx:281
 TQpDataDens.cxx:282
 TQpDataDens.cxx:283
 TQpDataDens.cxx:284
 TQpDataDens.cxx:285
 TQpDataDens.cxx:286
 TQpDataDens.cxx:287
 TQpDataDens.cxx:288
 TQpDataDens.cxx:289
 TQpDataDens.cxx:290
 TQpDataDens.cxx:291
 TQpDataDens.cxx:292
 TQpDataDens.cxx:293
 TQpDataDens.cxx:294
 TQpDataDens.cxx:295
 TQpDataDens.cxx:296
 TQpDataDens.cxx:297
 TQpDataDens.cxx:298
 TQpDataDens.cxx:299
 TQpDataDens.cxx:300
 TQpDataDens.cxx:301
 TQpDataDens.cxx:302
 TQpDataDens.cxx:303
 TQpDataDens.cxx:304
 TQpDataDens.cxx:305
 TQpDataDens.cxx:306
 TQpDataDens.cxx:307
 TQpDataDens.cxx:308
 TQpDataDens.cxx:309
 TQpDataDens.cxx:310
 TQpDataDens.cxx:311
 TQpDataDens.cxx:312
 TQpDataDens.cxx:313
 TQpDataDens.cxx:314
 TQpDataDens.cxx:315
 TQpDataDens.cxx:316
 TQpDataDens.cxx:317
 TQpDataDens.cxx:318
 TQpDataDens.cxx:319
 TQpDataDens.cxx:320
 TQpDataDens.cxx:321
 TQpDataDens.cxx:322
 TQpDataDens.cxx:323
 TQpDataDens.cxx:324
 TQpDataDens.cxx:325
 TQpDataDens.cxx:326
 TQpDataDens.cxx:327
 TQpDataDens.cxx:328
 TQpDataDens.cxx:329
 TQpDataDens.cxx:330
 TQpDataDens.cxx:331
 TQpDataDens.cxx:332
 TQpDataDens.cxx:333
 TQpDataDens.cxx:334
 TQpDataDens.cxx:335
 TQpDataDens.cxx:336
 TQpDataDens.cxx:337
 TQpDataDens.cxx:338
 TQpDataDens.cxx:339
 TQpDataDens.cxx:340
 TQpDataDens.cxx:341
 TQpDataDens.cxx:342
 TQpDataDens.cxx:343
 TQpDataDens.cxx:344
 TQpDataDens.cxx:345