diff --git a/lab2/HookJeeves.py b/lab2/HookJeeves.py index 2dd8e94..81ef73d 100644 --- a/lab2/HookJeeves.py +++ b/lab2/HookJeeves.py @@ -1,11 +1,21 @@ import numpy as np +result_log = "" + + +def log(*values, sep=" ", end="\n"): + global result_log + result_log += sep.join(list(map(str, values))) + end + print(*values, sep=sep, end=end) + def point_info(x, f): return f"x = {x}, f(x) = {f(x)}" -def hooke_jeeves(f, x0, delta0, epsilon, alpha, r=lambda x: True): +def hooke_jeeves( + f, x0, delta0, epsilon, alpha, r=lambda x: True, fit=lambda a, b: a < b +): x = np.array(x0) delta = np.array(delta0) @@ -14,42 +24,42 @@ def hooke_jeeves(f, x0, delta0, epsilon, alpha, r=lambda x: True): while np.linalg.norm(delta) > epsilon: iteration += 1 - print() - print("=" * 40) - print("Итерация", iteration) + log() + log("=" * 40) + log("Итерация", iteration) - print("Текущая базовая точка", point_info(x, f)) + log("Текущая базовая точка", point_info(x, f)) - sample_x = exploratory_search(f, x, delta, r=r) + sample_x = exploratory_search(f, x, delta, r=r, fit=fit) - if f(sample_x) < f(x): - print("Исследующий поиск УДАЧНЫЙ") + if fit(f(sample_x), f(x)): + log("Исследующий поиск УДАЧНЫЙ") - x_p = sample_search(f, x, sample_x, r=r) + x_p = sample_search(f, x, sample_x, r=r, fit=fit) - if f(x_p) < f(x): - print("Поиск по образцу УДАЧНЫЙ") + if fit(f(x_p), f(x)): + log("Поиск по образцу УДАЧНЫЙ") x = x_p else: - print("Поиск по образцу ПРОВАЛЕН") + log("Поиск по образцу ПРОВАЛЕН") x = sample_x - print() - print("Новая базовая точка", point_info(x, f)) + log() + log("Новая базовая точка", point_info(x, f)) else: - print("Исследующий поиск ПРОВАЛЕН") + log("Исследующий поиск ПРОВАЛЕН") - print("Уменьшаем шаг", delta, "->", delta / alpha) + log("Уменьшаем шаг", delta, "->", delta / alpha) delta = delta / alpha - print("ε =", np.linalg.norm(delta)) + log("ε =", np.linalg.norm(delta)) return x, f(x) -def exploratory_search(f, x, delta, r=lambda x: True): - print() - print("Выполняем исследующий поиск") +def exploratory_search(f, x, delta, r=lambda x: True, fit=lambda a, b: a < b): + log() + log("Выполняем исследующий поиск") x_new = np.array(x) f_x_new = f(x_new) @@ -65,44 +75,67 @@ def exploratory_search(f, x, delta, r=lambda x: True): f_x_down = f(x_down) if not r(x_up) or not r(x_down): - print("Ограничение ОДЗ") + log("Ограничение ОДЗ") - if f_x_up < f_x_new and f_x_up < f_x_down and r(x_up): + if fit(f_x_up, f_x_new) and fit(f_x_up, f_x_down) and r(x_up): x_new = x_up f_x_new = f_x_up - elif f_x_down < f_x_new and r(x_down): + elif fit(f_x_down, f_x_new) and r(x_down): x_new = x_down f_x_new = f_x_down if any([x_new[i] != x[i] for i in range(len(x))]): - print("Найдена точка", x_new, f(x_new)) + log("Найдена точка", x_new, f(x_new)) return x_new -def sample_search(f, x1, x2, r=lambda x: True): - print() - print("Выполняем поиск по образцу") - while f(x2) < f(x1): +def sample_search(f, x1, x2, r=lambda x: True, fit=lambda a, b: a < b): + log() + log("Выполняем поиск по образцу") + while fit(f(x2), f(x1)): if not r(x2 + (x2 - x1)): - print("Ограничение ОДЗ") + log("Ограничение ОДЗ") break x2, x1 = x2 + (x2 - x1), x2 - print("Найдена точка", x2, f(x2)) + log("Найдена точка", x2, f(x2)) return x2 def example(): + # начальная базовая точка x0 = [100, 100] + + # начальное значение приращения delta0 = [10, 10] + + # коэффициент приращения alpha = 2 + + # условие окончания поиска epsilon = 1e-4 + # коэффициенты при неизвестных (порядок обратный) c = [[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1], [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]] + def fit(a, b): + """ + Функция сравнения значений оптимизируемой функции + > - ищем максимум + < - ищем минимум + """ + return a > b + def r(x): + """ + Функция, описывающая область допустимых значений. + Должна возвращать истину, если точка находится в ОДЗ. + """ return -10000 < x[0] < 10000 and -10000 < x[1] < 10000 def f(x): + """ + Функция, которую мы должны оптимизировать + """ return sum( [ sum([c[i][j] * x[i] ** j for j in range(len(c[i]))]) @@ -110,7 +143,7 @@ def example(): ] ) - x, val = hooke_jeeves(f, x0, delta0, epsilon, alpha, r=r) + x, val = hooke_jeeves(f, x0, delta0, epsilon, alpha, r=r, fit=fit) return x, val @@ -118,7 +151,10 @@ if __name__ == "__main__": x, val = example() - print() - print("=" * 40) - print("Точка экстремумв:", x) - print("Минимальное значение функции:", val) + log() + log("=" * 40) + log("Точка экстремумв:", x) + log("Минимальное значение функции:", val) + + with open("result.log", "w", encoding="utf-8") as file: + file.write(result_log)