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Viewing changes to src/test/java/org/apache/commons/math/optimization/MultiStartDifferentiableMultivariateVectorialOptimizerTest.java

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Damien Raude-Morvan
  • Date: 2009-08-22 01:13:25 UTC
  • mfrom: (1.1.1 upstream)
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20090822011325-hi4peq1ua5weguwn
Tags: 2.0-1
* New upstream release.
* Set Maintainer field to Debian Java Team
* Add myself as Uploaders
* Switch to Quilt patch system:
  - Refresh all patchs
  - Remove B-D on dpatch, Add B-D on quilt
  - Include patchsys-quilt.mk in debian/rules
* Bump Standards-Version to 3.8.3:
  - Add a README.source to describe patch system
* Maven POMs:
  - Add a Build-Depends-Indep dependency on maven-repo-helper
  - Use mh_installpom and mh_installjar to install the POM and the jar to the
    Maven repository
* Use default-jdk/jre:
  - Depends on java5-runtime-headless
  - Build-Depends on default-jdk
  - Use /usr/lib/jvm/default-java as JAVA_HOME
* Move api documentation to /usr/share/doc/libcommons-math-java/api
* Build-Depends on junit4 instead of junit

Show diffs side-by-side

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removed removed

Lines of Context:
src/test/java/org/apache/commons/math/optimization/MultiStartDifferentiableMultivariateVectorialOptimizerTest.java
 
1
/*
 
2
 * Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more
 
3
 * contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with
 
4
 * this work for additional information regarding copyright ownership.
 
5
 * The ASF licenses this file to You under the Apache License, Version 2.0
 
6
 * (the "License"); you may not use this file except in compliance with
 
7
 * the License.  You may obtain a copy of the License at
 
8
 *
 
9
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 
10
 *
 
11
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 
12
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 
13
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 
14
 * See the License for the specific language governing permissions and
 
15
 * limitations under the License.
 
16
 */
 
17
 
 
18
package org.apache.commons.math.optimization;
 
19
 
 
20
import static org.junit.Assert.assertEquals;
 
21
import static org.junit.Assert.assertTrue;
 
22
import static org.junit.Assert.fail;
 
23
 
 
24
import java.io.Serializable;
 
25
 
 
26
import org.apache.commons.math.FunctionEvaluationException;
 
27
import org.apache.commons.math.analysis.DifferentiableMultivariateVectorialFunction;
 
28
import org.apache.commons.math.analysis.MultivariateMatrixFunction;
 
29
import org.apache.commons.math.linear.BlockRealMatrix;
 
30
import org.apache.commons.math.linear.RealMatrix;
 
31
import org.apache.commons.math.optimization.general.GaussNewtonOptimizer;
 
32
import org.apache.commons.math.random.GaussianRandomGenerator;
 
33
import org.apache.commons.math.random.JDKRandomGenerator;
 
34
import org.apache.commons.math.random.RandomVectorGenerator;
 
35
import org.apache.commons.math.random.UncorrelatedRandomVectorGenerator;
 
36
import org.junit.Test;
 
37
 
 
38
/**
 
39
 * <p>Some of the unit tests are re-implementations of the MINPACK <a
 
40
 * href="http://www.netlib.org/minpack/ex/file17">file17</a> and <a
 
41
 * href="http://www.netlib.org/minpack/ex/file22">file22</a> test files. 
 
42
 * The redistribution policy for MINPACK is available <a
 
43
 * href="http://www.netlib.org/minpack/disclaimer">here</a>, for
 
44
 * convenience, it is reproduced below.</p>
 
45
 
 
46
 * <table border="0" width="80%" cellpadding="10" align="center" bgcolor="#E0E0E0">
 
47
 * <tr><td>
 
48
 *    Minpack Copyright Notice (1999) University of Chicago.
 
49
 *    All rights reserved
 
50
 * </td></tr>
 
51
 * <tr><td>
 
52
 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 
53
 * modification, are permitted provided that the following conditions
 
54
 * are met:
 
55
 * <ol>
 
56
 *  <li>Redistributions of source code must retain the above copyright
 
57
 *      notice, this list of conditions and the following disclaimer.</li>
 
58
 * <li>Redistributions in binary form must reproduce the above
 
59
 *     copyright notice, this list of conditions and the following
 
60
 *     disclaimer in the documentation and/or other materials provided
 
61
 *     with the distribution.</li>
 
62
 * <li>The end-user documentation included with the redistribution, if any,
 
63
 *     must include the following acknowledgment:
 
64
 *     <code>This product includes software developed by the University of
 
65
 *           Chicago, as Operator of Argonne National Laboratory.</code>
 
66
 *     Alternately, this acknowledgment may appear in the software itself,
 
67
 *     if and wherever such third-party acknowledgments normally appear.</li>
 
68
 * <li><strong>WARRANTY DISCLAIMER. THE SOFTWARE IS SUPPLIED "AS IS"
 
69
 *     WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND. THE COPYRIGHT HOLDER, THE
 
70
 *     UNITED STATES, THE UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY, AND
 
71
 *     THEIR EMPLOYEES: (1) DISCLAIM ANY WARRANTIES, EXPRESS OR
 
72
 *     IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY IMPLIED WARRANTIES
 
73
 *     OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, TITLE
 
74
 *     OR NON-INFRINGEMENT, (2) DO NOT ASSUME ANY LEGAL LIABILITY
 
75
 *     OR RESPONSIBILITY FOR THE ACCURACY, COMPLETENESS, OR
 
76
 *     USEFULNESS OF THE SOFTWARE, (3) DO NOT REPRESENT THAT USE OF
 
77
 *     THE SOFTWARE WOULD NOT INFRINGE PRIVATELY OWNED RIGHTS, (4)
 
78
 *     DO NOT WARRANT THAT THE SOFTWARE WILL FUNCTION
 
79
 *     UNINTERRUPTED, THAT IT IS ERROR-FREE OR THAT ANY ERRORS WILL
 
80
 *     BE CORRECTED.</strong></li>
 
81
 * <li><strong>LIMITATION OF LIABILITY. IN NO EVENT WILL THE COPYRIGHT
 
82
 *     HOLDER, THE UNITED STATES, THE UNITED STATES DEPARTMENT OF
 
83
 *     ENERGY, OR THEIR EMPLOYEES: BE LIABLE FOR ANY INDIRECT,
 
84
 *     INCIDENTAL, CONSEQUENTIAL, SPECIAL OR PUNITIVE DAMAGES OF
 
85
 *     ANY KIND OR NATURE, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO LOSS OF
 
86
 *     PROFITS OR LOSS OF DATA, FOR ANY REASON WHATSOEVER, WHETHER
 
87
 *     SUCH LIABILITY IS ASSERTED ON THE BASIS OF CONTRACT, TORT
 
88
 *     (INCLUDING NEGLIGENCE OR STRICT LIABILITY), OR OTHERWISE,
 
89
 *     EVEN IF ANY OF SAID PARTIES HAS BEEN WARNED OF THE
 
90
 *     POSSIBILITY OF SUCH LOSS OR DAMAGES.</strong></li>
 
91
 * <ol></td></tr>
 
92
 * </table>
 
93
 
 
94
 * @author Argonne National Laboratory. MINPACK project. March 1980 (original fortran minpack tests)
 
95
 * @author Burton S. Garbow (original fortran minpack tests)
 
96
 * @author Kenneth E. Hillstrom (original fortran minpack tests)
 
97
 * @author Jorge J. More (original fortran minpack tests)
 
98
 * @author Luc Maisonobe (non-minpack tests and minpack tests Java translation)
 
99
 */
 
100
public class MultiStartDifferentiableMultivariateVectorialOptimizerTest {
 
101
 
 
102
    @Test
 
103
    public void testTrivial() throws FunctionEvaluationException, OptimizationException {
 
104
        LinearProblem problem =
 
105
            new LinearProblem(new double[][] { { 2 } }, new double[] { 3 });
 
106
        DifferentiableMultivariateVectorialOptimizer underlyingOptimizer =
 
107
            new GaussNewtonOptimizer(true);
 
108
        JDKRandomGenerator g = new JDKRandomGenerator();
 
109
        g.setSeed(16069223052l);
 
110
        RandomVectorGenerator generator =
 
111
            new UncorrelatedRandomVectorGenerator(1, new GaussianRandomGenerator(g));
 
112
        MultiStartDifferentiableMultivariateVectorialOptimizer optimizer =
 
113
            new MultiStartDifferentiableMultivariateVectorialOptimizer(underlyingOptimizer,
 
114
                                                                       10, generator);
 
115
        optimizer.setMaxIterations(100);
 
116
        optimizer.setConvergenceChecker(new SimpleVectorialValueChecker(1.0e-6, 1.0e-6));
 
117
 
 
118
        // no optima before first optimization attempt
 
119
        try {
 
120
            optimizer.getOptima();
 
121
            fail("an exception should have been thrown");
 
122
        } catch (IllegalStateException ise) {
 
123
            // expected
 
124
        }
 
125
        VectorialPointValuePair optimum =
 
126
            optimizer.optimize(problem, problem.target, new double[] { 1 }, new double[] { 0 });
 
127
        assertEquals(1.5, optimum.getPoint()[0], 1.0e-10);
 
128
        assertEquals(3.0, optimum.getValue()[0], 1.0e-10);
 
129
        VectorialPointValuePair[] optima = optimizer.getOptima();
 
130
        assertEquals(10, optima.length);
 
131
        for (int i = 0; i < optima.length; ++i) {
 
132
            assertEquals(1.5, optima[i].getPoint()[0], 1.0e-10);
 
133
            assertEquals(3.0, optima[i].getValue()[0], 1.0e-10);
 
134
        }
 
135
        assertTrue(optimizer.getEvaluations() > 20);
 
136
        assertTrue(optimizer.getEvaluations() < 50);
 
137
        assertTrue(optimizer.getIterations() > 20);
 
138
        assertTrue(optimizer.getIterations() < 50);
 
139
        assertTrue(optimizer.getJacobianEvaluations() > 20);
 
140
        assertTrue(optimizer.getJacobianEvaluations() < 50);
 
141
        assertEquals(100, optimizer.getMaxIterations());
 
142
    }
 
143
 
 
144
    @Test(expected = OptimizationException.class)
 
145
    public void testNoOptimum() throws FunctionEvaluationException, OptimizationException {
 
146
        DifferentiableMultivariateVectorialOptimizer underlyingOptimizer =
 
147
            new GaussNewtonOptimizer(true);
 
148
        JDKRandomGenerator g = new JDKRandomGenerator();
 
149
        g.setSeed(12373523445l);
 
150
        RandomVectorGenerator generator =
 
151
            new UncorrelatedRandomVectorGenerator(1, new GaussianRandomGenerator(g));
 
152
        MultiStartDifferentiableMultivariateVectorialOptimizer optimizer =
 
153
            new MultiStartDifferentiableMultivariateVectorialOptimizer(underlyingOptimizer,
 
154
                                                                       10, generator);
 
155
        optimizer.setMaxIterations(100);
 
156
        optimizer.setConvergenceChecker(new SimpleVectorialValueChecker(1.0e-6, 1.0e-6));
 
157
        optimizer.optimize(new DifferentiableMultivariateVectorialFunction() {
 
158
                public MultivariateMatrixFunction jacobian() {
 
159
                    return null;
 
160
                }
 
161
                public double[] value(double[] point) throws FunctionEvaluationException {
 
162
                    throw new FunctionEvaluationException(point[0]);
 
163
                }
 
164
            }, new double[] { 2 }, new double[] { 1 }, new double[] { 0 });
 
165
    }
 
166
 
 
167
    private static class LinearProblem implements DifferentiableMultivariateVectorialFunction, Serializable {
 
168
 
 
169
        private static final long serialVersionUID = -8804268799379350190L;
 
170
        final RealMatrix factors;
 
171
        final double[] target;
 
172
        public LinearProblem(double[][] factors, double[] target) {
 
173
            this.factors = new BlockRealMatrix(factors);
 
174
            this.target  = target;
 
175
        }
 
176
 
 
177
        public double[] value(double[] variables) {
 
178
            return factors.operate(variables);
 
179
        }
 
180
 
 
181
        public MultivariateMatrixFunction jacobian() {
 
182
            return new MultivariateMatrixFunction() {
 
183
                private static final long serialVersionUID = -8387467946663627585L;
 
184
                public double[][] value(double[] point) {
 
185
                    return factors.getData();
 
186
                }
 
187
            };
 
188
        }
 
189
 
 
190
    }
 
191
 
 
192
}