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195
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195
src/math/polysat/fixplex.h
Normal file
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@ -0,0 +1,195 @@
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/*++
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Copyright (c) 2014 Microsoft Corporation
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Module Name:
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fixplex.h
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Abstract:
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Fixed-precision unsigned integer simplex tableau.
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Author:
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Nikolaj Bjorner (nbjorner) 2021-03-19
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Jakob Rath 2021-04-6
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--*/
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#pragma once
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#include "math/simplex/sparse_matrix.h"
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#include "util/heap.h"
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#include "util/lbool.h"
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#include "util/uint_set.h"
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||||
namespace polysat {
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||||
template<typename Ext>
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class fixplex {
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typedef unsigned var_t;
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||||
typedef typename Ext::numeral numeral;
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||||
typedef typename Ext::scoped_numeral scoped_numeral;
|
||||
typedef typename Ext::manager manager;
|
||||
typedef simplex::sparse_matrix<Ext> matrix;
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||||
struct var_lt {
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||||
bool operator()(var_t v1, var_t v2) const { return v1 < v2; }
|
||||
};
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typedef heap<var_lt> var_heap;
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||||
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struct stats {
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||||
unsigned m_num_pivots;
|
||||
unsigned m_num_infeasible;
|
||||
unsigned m_num_checks;
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||||
stats() { reset(); }
|
||||
void reset() {
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||||
memset(this, 0, sizeof(*this));
|
||||
}
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||||
};
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||||
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||||
enum pivot_strategy_t {
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||||
S_BLAND,
|
||||
S_GREATEST_ERROR,
|
||||
S_LEAST_ERROR,
|
||||
S_DEFAULT
|
||||
};
|
||||
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||||
struct var_info {
|
||||
unsigned m_base2row:29;
|
||||
unsigned m_is_base:1;
|
||||
numeral m_lo;
|
||||
numeral m_hi;
|
||||
numeral m_value;
|
||||
var_info():
|
||||
m_base2row(0),
|
||||
m_is_base(false)
|
||||
{}
|
||||
};
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||||
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||||
static const var_t null_var;
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||||
reslimit& m_limit;
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||||
mutable manager m;
|
||||
mutable matrix M;
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||||
unsigned m_max_iterations;
|
||||
var_heap m_to_patch;
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||||
vector<var_info> m_vars;
|
||||
svector<var_t> m_row2base;
|
||||
bool m_bland;
|
||||
unsigned m_blands_rule_threshold;
|
||||
random_gen m_random;
|
||||
uint_set m_left_basis;
|
||||
unsigned m_infeasible_var;
|
||||
unsigned_vector m_base_vars;
|
||||
unsigned_vector m_to_fix_base;
|
||||
stats m_stats;
|
||||
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||||
public:
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||||
fixplex(reslimit& lim):
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||||
m_limit(lim),
|
||||
M(m),
|
||||
m_max_iterations(UINT_MAX),
|
||||
m_to_patch(1024),
|
||||
m_bland(false),
|
||||
m_blands_rule_threshold(1000) {}
|
||||
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||||
~fixplex();
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||||
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||||
typedef typename matrix::row row;
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||||
typedef typename matrix::row_iterator row_iterator;
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||||
typedef typename matrix::col_iterator col_iterator;
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||||
|
||||
var_t get_base_var(row const& r) const { return m_row2base[r.id()]; }
|
||||
numeral const& get_lo(var_t var) const { return m_vars[var].m_lo; }
|
||||
numeral const& get_hi(var_t var) const { return m_vars[var].m_hi; }
|
||||
void set_max_iterations(unsigned n) { m_max_iterations = n; }
|
||||
row_iterator row_begin(row const& r) { return M.row_begin(r); }
|
||||
row_iterator row_end(row const& r) { return M.row_end(r); }
|
||||
unsigned get_num_vars() const { return m_vars.size(); }
|
||||
void ensure_var(var_t v);
|
||||
void reset();
|
||||
lbool make_feasible();
|
||||
row add_row(var_t base, unsigned num_vars, var_t const* vars, numeral const* coeffs);
|
||||
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||||
#if 0
|
||||
row get_infeasible_row();
|
||||
void del_row(var_t base_var);
|
||||
void set_lo(var_t var, numeral const& b);
|
||||
void set_hi(var_t var, numeral const& b);
|
||||
bool in_range(var_t var, numeral const& b) const;
|
||||
void unset_lo(var_t var);
|
||||
void unset_hi(var_t var);
|
||||
void set_value(var_t var, numeral const& b);
|
||||
numeral const& get_value(var_t v);
|
||||
void display(std::ostream& out) const;
|
||||
void display_row(std::ostream& out, row const& r, bool values = true);
|
||||
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||||
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||||
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||||
void collect_statistics(::statistics & st) const;
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#endif
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private:
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void gauss_jordan();
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bool gauss_jordan(row const& r);
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||||
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||||
#if 0
|
||||
void del_row(row const& r);
|
||||
var_t select_var_to_fix();
|
||||
pivot_strategy_t pivot_strategy();
|
||||
var_t select_smallest_var() { return m_to_patch.empty()?null_var:m_to_patch.erase_min(); }
|
||||
var_t select_error_var(bool least);
|
||||
void check_blands_rule(var_t v, unsigned& num_repeated);
|
||||
bool make_var_feasible(var_t x_i);
|
||||
void update_and_pivot(var_t x_i, var_t x_j, numeral const& a_ij, numeral const& new_value);
|
||||
void update_value(var_t v, numeral const& delta);
|
||||
void update_value_core(var_t v, numeral const& delta);
|
||||
void pivot(var_t x_i, var_t x_j, numeral const& a_ij);
|
||||
void move_to_bound(var_t x, bool to_lower);
|
||||
var_t select_pivot(var_t x_i, bool is_below, scoped_numeral& out_a_ij);
|
||||
var_t select_pivot_blands(var_t x_i, bool is_below, scoped_numeral& out_a_ij);
|
||||
var_t select_pivot_core(var_t x_i, bool is_below, scoped_numeral& out_a_ij);
|
||||
int get_num_non_free_dep_vars(var_t x_j, int best_so_far);
|
||||
|
||||
var_t pick_var_to_leave(var_t x_j, bool is_pos,
|
||||
scoped_numeral& gain, scoped_numeral& new_a_ij, bool& inc);
|
||||
|
||||
|
||||
void select_pivot_primal(var_t v, var_t& x_i, var_t& x_j, scoped_numeral& a_ij, bool& inc_x_i, bool& inc_x_j);
|
||||
|
||||
|
||||
bool at_lower(var_t v) const;
|
||||
bool at_upper(var_t v) const;
|
||||
bool above_lower(var_t v) const;
|
||||
bool below_upper(var_t v) const;
|
||||
bool outside_bounds(var_t v) const { return below_lower(v) || above_upper(v); }
|
||||
bool is_free(var_t v) const { return m_vars[v].m_lo == m_vars[v].m_hi; }
|
||||
bool is_non_free(var_t v) const { return !is_free(v); }
|
||||
bool is_base(var_t x) const { return m_vars[x].m_is_base; }
|
||||
void add_patch(var_t v);
|
||||
|
||||
bool well_formed() const;
|
||||
bool well_formed_row(row const& r) const;
|
||||
bool is_feasible() const;
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct uint64_ext {
|
||||
typedef uint64_t numeral;
|
||||
struct manager {
|
||||
void reset() {}
|
||||
void reset(numeral& n) {}
|
||||
bool is_zero(numeral const& n) const { return n == 0; }
|
||||
};
|
||||
struct scoped_numeral {
|
||||
scoped_numeral(manager& m) { n = 0; }
|
||||
numeral n;
|
||||
numeral& operator()() { return n; }
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
|
||||
};
|
||||
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