TProcura
Biblioteca em C++ para testes paramétricos de algoritmos, e coleção de algoritmos de procura e otimização
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Classe base para todas as procuras. More...
#include <TProcura.h>
Public Member Functions | |
TProcura (void) | |
virtual | ~TProcura (void) |
virtual void | Inicializar (void) |
Coloca o objecto no estado inicial da procura. | |
virtual int | ExecutaAlgoritmo () |
Executa o algoritmo com os parametros atuais. | |
virtual int64_t | Indicador (int id) |
Retorna um indicador, após a execução do algoritmo. | |
virtual void | Debug (bool completo=true) |
Mostra o estado no ecrã, para debug. | |
virtual void | ResetParametros () |
Inicializa os parametros, indicadores e instâncias. | |
virtual bool | Parar (void) |
Verifica se a procura deve ser interrompida. | |
virtual void | TesteManual (const char *nome) |
Inicializa a interação com o utilizador. | |
virtual void | TesteEmpirico (TVector< int > instancias, char *ficheiro=NULL) |
Executa testes empíricos, em todas as configurações guardadas, nas instâncias selecionadas. | |
virtual void | TesteEmpiricoGestor (TVector< int > instancias, char *ficheiro=NULL) |
Teste empírico com modo mestre-escravo (este é o mestre) | |
virtual void | TesteEmpiricoTrabalhador (TVector< int > instancias, char *ficheiro=NULL) |
Teste empírico com modo mestre-escravo (este é o escravo) | |
virtual void | main (int argc, char *argv[], const char *nome) |
Inicializa a interação com o utilizador. | |
virtual void | LimparEstatisticas () |
Chapar antes da execução do algoritmo. Limpa valores estatísticos, e fixa o instante limite de tempo para a execução. | |
virtual void | ExecucaoTerminada () |
Chamar após a execução do algoritmo. Grava o tempo consumido. | |
virtual void | Explorar () |
definir para explorar manualmente os dados (não definido em TProcura, apenas em TProcuraConstrutiva) | |
virtual void | MostrarSolucao () |
definir para visualizar a solução | |
virtual TVector< int64_t > | CodificarSolucao () |
retorna um vetor de inteiros com a codificação da solução (esta codificação será adicionada aos indicadores, no ficheiro CSV de resultados) | |
bool | TempoExcedido () |
bool | IteracoesExcedido () |
int | Parametro (int id) const |
int & | Parametro (int id) |
bool | ParametroAtivo (int id, TVector< int > *valores=NULL) const |
Static Public Member Functions | |
static int | NovoValor (const char *prompt) |
static char * | NovoTexto (const char *prompt) |
static bool | Debug (ENivelDebug tipo, bool exato, const char *fmt,...) |
Mostra uma informação de debug, se o nível de debug for suficiente. | |
static char * | MostraTempo (double segundos) |
Mostra tempo num formato humano. | |
Static Public Attributes | |
static TParametro | instancia = { NULL,1,1,1, NULL, NULL } |
ID da instância atual, a ser utilizado em SolucaoVazia(). | |
static char | ficheiroInstancia [256] = "instancia_" |
nome do ficheiro de uma instância - editado pelo utilizador (utilizar como prefixo, concatenando com ID da instância) pode ser utilizado para gravar a instãncia num novo formato, colocando um indicador ativo que é chamado após a execução (pode gravar a solução para ficheiro também, mas essa é mais facilmente gravada em CVS codificada em inteiros, onde fica associada à configuração utilizada para a gerar) | |
static TVector< TParametro > | parametro |
Parâmetros a serem utilizados na configuração atual. | |
static TVector< TIndicador > | indicador |
Indicadores que podem ser calculados após a execução, quer com informação da instãncia, quer com resultado da última corrida. | |
static TVector< int > | indAtivo |
static TVector< TVector< int > > | configuracoes |
Conjuntos de configurações para teste empírico. | |
static int | resultado = 0 |
Resultado retornado pelo algoritmo na última execução. | |
static double | tempo = 0 |
tempo consumido na última execução. | |
static int | iteracoes = 0 |
Número total de iterações realizadas na última execução. | |
static clock_t | instanteFinal = 0 |
Instante final (deadline) da corrida atual. | |
static bool | memoriaEsgotada = false |
Flag indicando problemas de memória esgotada. | |
static int | mpiID = 0 |
MPI - rank do processo. | |
static int | mpiCount = 1 |
MPI - número de processos. | |
static int | modoMPI = 0 |
Modo MPI. | |
Protected Member Functions | |
void | ExecutaTarefa (TVector< TResultado > &resultados, int inst, int conf) |
Executa uma tarefa num teste empírico. | |
void | InserirRegisto (TVector< TResultado > &resultados, int inst, int conf) |
Insere um novo registo de resultados. | |
int64_t | Registo (TResultado &resultado, int id) |
Procura um registo com determinado id. | |
void | Registo (TResultado &resultado, int id, int64_t valor) |
Atualiza o valor de um registo. | |
void | MostraParametros (int detalhe=1, TVector< int > *idParametros=NULL) |
Mostra os parâmetros atuais. | |
void | MostraIndicadores () |
Mostra os indicadores definidos. | |
void | MostrarConfiguracoes (int detalhe, int atual=-1) |
Mostra as configurações disponíveis. | |
bool | EditarIndicadores () |
Permite ao utilizador editar os indicadores a utilizar. | |
void | EditarParametros () |
Permite ao utilizador editar os parâmetros. | |
void | EditarConfiguracoes () |
Permite ao utilizador editar as configurações. | |
void | MostraRelatorio (TVector< TResultado > &resultados, bool ultimo=false) |
Mostra um relatório dos resultados. | |
void | ConfiguracaoAtual (TVector< int > ¶metros, int operacao) |
Grava ou lê a configuração atual. | |
int | NovaConfiguracao (TVector< int > ¶metros) |
Adiciona uma nova configuração se ainda não existir. | |
int | MelhorResultado (TResultado base, TResultado alternativa) |
Compara dois resultados para determinar o melhor. | |
void | CalculaTorneio (TVector< TResultado > &resultados) |
Calcula o torneio entre várias configurações. | |
void | MostrarTorneio (TVector< TVector< int > > &torneio, bool jogo=false) |
Mostra os resultados do torneio. | |
void | BarraTorneio (bool nomes) |
Mostra a barra de progresso ou nomes do torneio. | |
TVector< TResultado > | ExtrairConfiguracao (TVector< TResultado > &resultados, int configuracao) |
Extrai resultados de uma determinada configuração. | |
void | SolicitaInstancia () |
Solicita ao utilizador o ID da instância a utilizar, permitindo alterar também o prefixo do ficheiro. | |
TVector< int > | SolicitaInstancias () |
Solicita ao utilizador uma lista de instâncias. | |
bool | RelatorioCSV (TVector< TResultado > &resultados, char *ficheiro) |
Gera um relatório CSV com os resultados. | |
void | InserirConfiguracoes (char *str, TVector< int > &base) |
Insere configurações a partir de uma string. | |
void | InserirConfiguracoes (TVector< int > &base, TVector< int > &produto, TVector< TVector< int > > &valores) |
Insere configurações gerando o produto cartesiano de valores. | |
void | AjudaUtilizacao (const char *programa) |
Mostra ajuda de utilização do programa. | |
void | DebugTabela (ENivelDebug nivel, TVector< int >tabela, const char *tipo="") |
Mostra uma tabela de inteiros, 10 elementos por linha, apenas se o nível de debug for igual ou superior. | |
bool | JuntarCSV (const char *ficheiro) |
Juntar ficheiros CSV gerados por diferentes processos MPI em um único ficheiro. | |
Static Protected Member Functions | |
static int | Dominio (int &variavel, int min=INT_MIN, int max=INT_MAX) |
Limita o domínio de um parâmetro inteiro. | |
static void | InicializaMPI (int argc, char *argv[]) |
Inicializa o ambiente MPI, se aplicável. | |
static void | FinalizaMPI () |
Finaliza o ambiente MPI, se aplicável. | |
static double | Cronometro (enum ECronometro id=CONT_ALGORITMO, bool inicialiar=false) |
retorna o tempo em segundos desde que o cronómetro foi inicializado | |
Classe base para todas as procuras.
Esta classe base para procuras... (separação de TProcurasConstrutivas, em curso). pretende-se que depois as sub-classes tipo TProcuraMelhorativa, possa herdar de TProcura, não ficando com partes da procura construtiva que são desnecessárias
Observação: Alguns métodos e parâmetros terão efeito apenas se determinados métodos forem redefinidos na subclasse.
Definition at line 178 of file TProcura.h.
|
inline |
Definition at line 181 of file TProcura.h.
Definition at line 182 of file TProcura.h.
Mostra ajuda de utilização do programa.
programa | Nome do programa. |
Definition at line 892 of file TProcura.cpp.
Mostra a barra de progresso ou nomes do torneio.
nomes | Se true, mostra nomes; caso contrário, mostra progresso. |
Definition at line 1106 of file TProcura.cpp.
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protected |
Calcula o torneio entre várias configurações.
resultados | Vetor de resultados a comparar. |
Definition at line 1032 of file TProcura.cpp.
retorna um vetor de inteiros com a codificação da solução (esta codificação será adicionada aos indicadores, no ficheiro CSV de resultados)
Definition at line 472 of file TProcura.h.
Grava ou lê a configuração atual.
parametros | Vetor de parâmetros. |
operacao | Tipo de operação (gravar ou ler). |
Definition at line 269 of file TProcura.cpp.
|
inlinestaticprotected |
retorna o tempo em segundos desde que o cronómetro foi inicializado
Definition at line 750 of file TProcura.h.
Mostra o estado no ecrã, para debug.
Esta função deverá mostrar claramente o estado atual, em texto mas da forma mais confortável possível. O formato texto destina-se principalmente a quem implementa o problema, e não utilizadores finais. É importante poder explorar o espaço de estados, para verificar a correta implementação dos sucessores, como também possa ver a árvore de procura dos algoritmos, para árvores pequenas, e assim detectar bugs.
NovaLinha()
pode imprimir caracteres que representam os ramos da árvore de procura, criando uma visualização textual que simula a estrutura da procura.Parametro(NIVEL_DEBUG)
. Um nível menor pode mostrar informações mais sucintas, enquanto um nível maior pode detalhar todas as variáveis do estado.Reimplemented in COitoDamasCI, COitoDamasCP, CParticaoCB, TCodificacaoBinaria, TCodificacaoInteira, TCodificacaoPermutacao, TCodificacaoReal, CTesteTVector, CJogoDoGalo, CJogoEmLinha, CAspirador, COitoDamas, CParticao, CProblemaArtificial, CPuzzle8, TCodificacaoBinaria, TCodificacaoInteira, TCodificacaoPermutacao, TCodificacaoReal, COitoDamas, CParticao, CProblemaArtificial, and CTesteTVector.
Definition at line 93 of file TProcura.cpp.
Mostra uma informação de debug, se o nível de debug for suficiente.
tipo | Nível de detalhe necessário para exibir a mensagem. |
exato | Se true, só imprime se o nível de debug for exatamente igual a tipo . Se false, imprime se for >= tipo . |
fmt | Formato da mensagem, como no printf. |
Definition at line 550 of file TProcura.h.
|
protected |
Mostra uma tabela de inteiros, 10 elementos por linha, apenas se o nível de debug for igual ou superior.
Definition at line 1231 of file TProcura.cpp.
Limita o domínio de um parâmetro inteiro.
variavel | Variável a limitar. |
min | Valor mínimo permitido. |
max | Valor máximo permitido. |
Definition at line 1203 of file TProcura.cpp.
|
protected |
Permite ao utilizador editar as configurações.
Definition at line 350 of file TProcura.cpp.
|
protected |
Permite ao utilizador editar os indicadores a utilizar.
Definition at line 193 of file TProcura.cpp.
|
protected |
Permite ao utilizador editar os parâmetros.
Definition at line 221 of file TProcura.cpp.
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virtual |
Chamar após a execução do algoritmo. Grava o tempo consumido.
Reimplemented in TProcuraConstrutiva.
Definition at line 1140 of file TProcura.cpp.
Executa o algoritmo com os parametros atuais.
No caso de adicionar algum algoritmo, chame o algoritmo com base em Parametro(ALGORITMO) Se TesteManual()
não for utilizado, esta função pode ser chamada diretamente, desde que os parâmetros necessários já estejam configurados corretamente.
Reimplemented in TProcuraAdversa, TProcuraConstrutiva, TProcuraMelhorativa, and CTesteTVector.
Definition at line 220 of file TProcura.h.
|
protected |
Executa uma tarefa num teste empírico.
resultados | Vetor onde inserir o resultado. |
inst | ID da instância. |
conf | ID da configuração. |
Definition at line 764 of file TProcura.cpp.
definir para explorar manualmente os dados (não definido em TProcura, apenas em TProcuraConstrutiva)
Reimplemented in TProcuraConstrutiva, and TProcuraMelhorativa.
Definition at line 468 of file TProcura.h.
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protected |
Extrai resultados de uma determinada configuração.
resultados | Vetor de resultados. |
configuracao | Índice da configuração. |
Definition at line 1097 of file TProcura.cpp.
|
staticprotected |
Finaliza o ambiente MPI, se aplicável.
Definition at line 1222 of file TProcura.cpp.
Retorna um indicador, após a execução do algoritmo.
Este método é chamado após a execução do algoritmo, para cada indicador, pela ordem definida pelo utilizador. Caso tenham sido definidos outros indicadorews na subclasse, deve redefinir, e caso seja um indicador da subclasse, calcular, caso contrário deve chamar o método da superclasse.
Reimplemented in CTesteTVector, TProcuraConstrutiva, and TProcuraMelhorativa.
Definition at line 80 of file TProcura.cpp.
Inicializa o ambiente MPI, se aplicável.
Definition at line 1211 of file TProcura.cpp.
Coloca o objecto no estado inicial da procura.
Este método inicializa as variáveis de estado no estado inicial vazio. Representa o estado inicial antes de qualquer ação ser realizada na procura. Caso existam dados de instância, deve neste método carregar a instância. A primeira instrução deverá chamar o método da superclasse, conforme modelo em baixo.
Reimplemented in CJogoDoGalo, CJogoEmLinha, CAspirador, COitoDamas, CParticao, CProblemaArtificial, CPuzzle8, COitoDamas, COitoDamasCI, COitoDamasCP, CParticao, CParticaoCB, CProblemaArtificial, TProcuraMelhorativa, CTesteTVector, TProcuraConstrutiva, TCodificacaoBinaria, TCodificacaoInteira, TCodificacaoPermutacao, and TCodificacaoReal.
Definition at line 209 of file TProcura.h.
Insere configurações a partir de uma string.
str | String com as configurações. |
base | Vetor base para inserção. |
Definition at line 394 of file TProcura.cpp.
|
protected |
Insere configurações gerando o produto cartesiano de valores.
base | Vetor base. |
produto | Vetor para resultados. |
valores | Vetor de vetores de valores possíveis. |
Definition at line 446 of file TProcura.cpp.
|
protected |
Insere um novo registo de resultados.
resultados | Vetor onde inserir o resultado. |
inst | ID da instância. |
conf | ID da configuração. |
Definition at line 313 of file TProcura.cpp.
|
inline |
Definition at line 513 of file TProcura.h.
Juntar ficheiros CSV gerados por diferentes processos MPI em um único ficheiro.
Definition at line 1246 of file TProcura.cpp.
|
virtual |
Chapar antes da execução do algoritmo. Limpa valores estatísticos, e fixa o instante limite de tempo para a execução.
Reimplemented in TProcuraMelhorativa, and TProcuraConstrutiva.
Definition at line 99 of file TProcura.cpp.
Inicializa a interação com o utilizador.
Esta função arranca com o teste manual, orientada para o programador. A interface permite:
Definition at line 804 of file TProcura.cpp.
|
protected |
Compara dois resultados para determinar o melhor.
base | Resultado base. |
alternativa | Resultado alternativo. |
Definition at line 1117 of file TProcura.cpp.
|
protected |
Mostra os indicadores definidos.
Definition at line 1053 of file TProcura.cpp.
Mostra os parâmetros atuais.
detalhe | Nível de detalhe na apresentação. |
idParametros | Vetor de IDs de parâmetros a mostrar (opcional). |
Definition at line 159 of file TProcura.cpp.
Mostra as configurações disponíveis.
detalhe | Nível de detalhe. |
atual | Índice da configuração atual (opcional). |
Definition at line 468 of file TProcura.cpp.
|
protected |
Mostra um relatório dos resultados.
resultados | Vetor de resultados a apresentar. |
ultimo | Indica se é o último relatório (opcional). |
Definition at line 966 of file TProcura.cpp.
definir para visualizar a solução
Reimplemented in COitoDamas, CParticao, CPuzzle8, TProcuraConstrutiva, COitoDamas, and CParticao.
Definition at line 1149 of file TProcura.cpp.
Mostra os resultados do torneio.
torneio | Matriz de resultados do torneio. |
jogo | Indica se é modo de jogo ou apenas comparação. |
Definition at line 1067 of file TProcura.cpp.
Mostra tempo num formato humano.
Definition at line 281 of file TProcura.cpp.
Adiciona uma nova configuração se ainda não existir.
parametros | Vetor de parâmetros. |
Definition at line 252 of file TProcura.cpp.
Definition at line 523 of file TProcura.h.
Definition at line 522 of file TProcura.h.
Definition at line 524 of file TProcura.h.
Verifica se a procura deve ser interrompida.
O critério de paragem pode ser especificado em limite de tempo, limite de iterações. Caso exista uma falha na alocação de memória de um estado, em chamadas futuras irá retornar verdadeiro.
Reimplemented in TProcuraMelhorativa.
Definition at line 363 of file TProcura.h.
|
protected |
Procura um registo com determinado id.
resultado | Vetor de resultados. |
id | ID a procurar. |
Definition at line 322 of file TProcura.cpp.
|
protected |
Atualiza o valor de um registo.
resultado | Referência ao resultado a atualizar. |
id | ID do valor. |
valor | Novo valor a atribuir. |
Definition at line 329 of file TProcura.cpp.
|
protected |
Gera um relatório CSV com os resultados.
resultados | Vetor de resultados. |
f | Ponteiro para o ficheiro onde gravar. |
Definition at line 915 of file TProcura.cpp.
|
virtual |
Inicializa os parametros, indicadores e instâncias.
Nesta função, a primeira instrução deverá ser a chamada da função da superclasse, para que sejam criados os parametros da superclasse antes de qualquer outra instrução.
Cada problema pode ter um algoritmo e configurações padrão que funcionam bem na maioria dos casos. Nesta função, podem ser definidos estes valores de omissão.
Novos parâmetros podem ser adicionados conforme necessário para atender às particularidades do problema. Estes parametros podem depois ser selecionados ou incluídos num teste empírico, de modo a averiguar em fase de testes, qual a melhor configuração, evitando escolhas arbitrárias ou não fundamentadas.
Nesta função deve ser redefinida a variável com informação dos IDs das instâncias disponíveis. Essa variável é do tipo TParametro, mas não está na lista de parametros, devendo ser inicializada aqui.
Existindo novos indicadores, devem ser adicionados aqui, e redefinida a função Indicador() para calcular o valor.
parametrosConstrutivos
, garantindo que novas adições na superclasse sejam automaticamente refletidas aqui.Exemplo com a alteração do valor de omissão de um parametro, e adição de dois novos parametros.
Reimplemented in CJogoEmLinha, TProcuraAdversa, CAspirador, COitoDamas, CParticao, CProblemaArtificial, CPuzzle8, TCodificacaoBinaria, TCodificacaoInteira, TCodificacaoPermutacao, TCodificacaoReal, COitoDamas, COitoDamasCI, COitoDamasCP, CParticaoCB, CProblemaArtificial, CTesteTVector, TProcuraConstrutiva, and TProcuraMelhorativa.
Definition at line 47 of file TProcura.cpp.
|
protected |
Solicita ao utilizador o ID da instância a utilizar, permitindo alterar também o prefixo do ficheiro.
Definition at line 1176 of file TProcura.cpp.
Solicita ao utilizador uma lista de instâncias.
Definition at line 335 of file TProcura.cpp.
|
inline |
Executa testes empíricos, em todas as configurações guardadas, nas instâncias selecionadas.
instancias | - IDs das instâncias a serem utilizadas |
ficheiro | - nome do ficheiro com os resultados, caso exista |
Esta função é chamada de TesteManual() para executar testes empíricos. A função apresenta-se como método virtual, atendendo a que é redefinida nas procuras adversas. É genérica e não se prevê outras situações que seja necessário redefini-la.
configuracoes
estiver vazia, o teste empírico será executado apenas com a configuração atual, avaliando seu desempenho isoladamente, sem comparação com outras configurações.Definition at line 498 of file TProcura.cpp.
Teste empírico com modo mestre-escravo (este é o mestre)
Definition at line 579 of file TProcura.cpp.
|
virtual |
Teste empírico com modo mestre-escravo (este é o escravo)
Definition at line 714 of file TProcura.cpp.
Inicializa a interação com o utilizador.
Esta função arranca com o teste manual, orientada para o programador. A interface permite:
Reimplemented in CJogoDoGalo, CJogoEmLinha, CParticao, and CProblemaArtificial.
Definition at line 110 of file TProcura.cpp.
Conjuntos de configurações para teste empírico.
Definition at line 491 of file TProcura.h.
|
static |
nome do ficheiro de uma instância - editado pelo utilizador (utilizar como prefixo, concatenando com ID da instância) pode ser utilizado para gravar a instãncia num novo formato, colocando um indicador ativo que é chamado após a execução (pode gravar a solução para ficheiro também, mas essa é mais facilmente gravada em CVS codificada em inteiros, onde fica associada à configuração utilizada para a gerar)
Definition at line 482 of file TProcura.h.
Definition at line 489 of file TProcura.h.
|
static |
Indicadores que podem ser calculados após a execução, quer com informação da instãncia, quer com resultado da última corrida.
Definition at line 488 of file TProcura.h.
|
static |
ID da instância atual, a ser utilizado em SolucaoVazia().
Definition at line 24 of file TProcura.h.
|
static |
Instante final (deadline) da corrida atual.
Definition at line 499 of file TProcura.h.
|
static |
Número total de iterações realizadas na última execução.
Definition at line 497 of file TProcura.h.
Flag indicando problemas de memória esgotada.
Definition at line 501 of file TProcura.h.
|
static |
|
static |
MPI - número de processos.
Definition at line 505 of file TProcura.h.
|
static |
MPI - rank do processo.
Definition at line 503 of file TProcura.h.
|
static |
Parâmetros a serem utilizados na configuração atual.
Definition at line 485 of file TProcura.h.
|
static |
Resultado retornado pelo algoritmo na última execução.
Definition at line 493 of file TProcura.h.
|
static |
tempo consumido na última execução.
Definition at line 495 of file TProcura.h.