htswanalysis/MACS/lib/gsl/gsl-1.11/multimin/test_funcs.c

   1 /* multimin/test_funcs.c
   2  *
   3  * Copyright (C) 1996, 1997, 1998, 1999, 2000 Fabrice Rossi
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
   8  * your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
  18  */
  19
  20 #include <config.h>
  21 #include <gsl/gsl_multimin.h>
  22
  23 #include "test_funcs.h"
  24
  25 gsl_multimin_function_fdf rosenbrock =
  26 {&rosenbrock_f,
  27  &rosenbrock_df,
  28  &rosenbrock_fdf,
  29  2, 0};
  30
  31 gsl_multimin_function rosenbrock_fmin =
  32 {&rosenbrock_f,
  33  2, 0};
  34
  35 void rosenbrock_initpt (gsl_vector * x)
  36 {
  37   gsl_vector_set (x, 0, -1.2);
  38   gsl_vector_set (x, 1, 1.0);
  39 }
  40
  41 double rosenbrock_f (const gsl_vector * x, void *params)
  42 {
  43   double u = gsl_vector_get(x,0);
  44   double v = gsl_vector_get(x,1);
  45   double a = u - 1;
  46   double b = u * u - v;
  47   fcount++;
  48   return a * a + 10 * b * b;
  49 }
  50
  51 void rosenbrock_df (const gsl_vector * x, void *params, gsl_vector * df)
  52 {
  53   double u = gsl_vector_get(x,0);
  54   double v = gsl_vector_get(x,1);
  55   double b = u * u - v;
  56   gcount++;
  57   gsl_vector_set(df,0,2 * (u - 1) + 40 * u * b);
  58   gsl_vector_set(df,1,-20 * b);
  59 }
  60
  61 void rosenbrock_fdf (const gsl_vector * x, void *params, double * f,
  62                      gsl_vector * df)
  63 {
  64   double u = gsl_vector_get(x,0);
  65   double v = gsl_vector_get(x,1);
  66   double a = u - 1;
  67   double b = u * u - v;
  68   gcount++;
  69   *f = a * a + 10 * b * b;
  70   gsl_vector_set(df,0,2 * (u - 1) + 40 * u * b);
  71   gsl_vector_set(df,1,-20 * b);
  72 }
  73
  74 gsl_multimin_function_fdf roth =
  75 {&roth_f,
  76  &roth_df,
  77  &roth_fdf,
  78  2, 0};
  79
  80 gsl_multimin_function roth_fmin =
  81 {&roth_f,
  82  2, 0};
  83
  84 void roth_initpt (gsl_vector * x)
  85 {
  86   gsl_vector_set (x, 0, 4.5);
  87   gsl_vector_set (x, 1, 3.5);
  88 }
  89
  90 double roth_f (const gsl_vector * x, void *params)
  91 {
  92   double u = gsl_vector_get(x,0);
  93   double v = gsl_vector_get(x,1);
  94   double a = -13.0 + u + ((5.0 - v)*v - 2.0)*v;
  95   double b = -29.0 + u + ((v + 1.0)*v - 14.0)*v;
  96   fcount++;
  97   return a * a + b * b;
  98 }
  99
 100 void roth_df (const gsl_vector * x, void *params, gsl_vector * df)
 101 {
 102   double u = gsl_vector_get(x,0);
 103   double v = gsl_vector_get(x,1);
 104   double a = -13.0 + u + ((5.0 - v)*v - 2.0)*v;
 105   double b = -29.0 + u + ((v + 1.0)*v - 14.0)*v;
 106   double c = -2 + v * (10 - 3 * v);
 107   double d = -14 + v * (2 + 3 * v);
 108   gcount++;
 109   gsl_vector_set(df,0,2 * a + 2 * b);
 110   gsl_vector_set(df,1,2 * a * c + 2 * b * d);
 111 }
 112
 113 void roth_fdf (const gsl_vector * x, void *params, double * f,
 114                gsl_vector * df)
 115 {
 116   *f = roth_f (x,params);
 117   roth_df(x,params,df);
 118 }
 119
 120 gsl_multimin_function_fdf wood =
 121 {&wood_f,
 122  &wood_df,
 123  &wood_fdf,
 124  4, 0};
 125
 126 gsl_multimin_function wood_fmin =
 127 {&wood_f,
 128  4, 0};
 129
 130 void
 131 wood_initpt (gsl_vector * x)
 132 {
 133   gsl_vector_set (x, 0, -3.0);
 134   gsl_vector_set (x, 1, -1.0);
 135   gsl_vector_set (x, 2, -3.0);
 136   gsl_vector_set (x, 3, -1.0);
 137 }
 138
 139 double wood_f (const gsl_vector * x, void *params)
 140 {
 141   double u1 = gsl_vector_get(x,0);
 142   double u2 = gsl_vector_get(x,1);
 143   double u3 = gsl_vector_get(x,2);
 144   double u4 = gsl_vector_get(x,3);
 145
 146   double t1 = u1 * u1 - u2;
 147   double t2 = u3 * u3 - u4;
 148   fcount++;
 149   return 100 * t1 * t1 + (1 - u1) * (1 - u1)
 150     + 90 * t2 * t2 + (1 - u3) * (1 - u3)
 151     + 10.1 * ( (1 - u2) * (1 - u2) + (1 - u4) * (1 - u4) )
 152     + 19.8 * (1 - u2) * (1 - u4);
 153 }
 154
 155 void wood_df (const gsl_vector * x, void *params, gsl_vector * df)
 156 {
 157   double u1 = gsl_vector_get(x,0);
 158   double u2 = gsl_vector_get(x,1);
 159   double u3 = gsl_vector_get(x,2);
 160   double u4 = gsl_vector_get(x,3);
 161
 162   double t1 = u1 * u1 - u2;
 163   double t2 = u3 * u3 - u4;
 164   gcount++;
 165   gsl_vector_set(df,0, 400 * u1 * t1 - 2 * (1 - u1) );
 166   gsl_vector_set(df,1, -200 * t1 - 20.2 * (1 - u2) - 19.8 * (1 - u4) );
 167   gsl_vector_set(df,2, 360 * u3 * t2 - 2 * (1 - u3) );
 168   gsl_vector_set(df,3, -180 * t2 - 20.2 * (1 - u4) - 19.8 * (1 - u2) );
 169
 170 }
 171
 172 void wood_fdf (const gsl_vector * x, void *params, double * f, gsl_vector * df)
 173 {
 174   wood_df(x,params,df);
 175   *f=wood_f(x,params);
 176 }
 177
 178
 179 gsl_multimin_function_fdf Nrosenbrock =
 180 {&rosenbrock_f,
 181  &Nrosenbrock_df,
 182  &Nrosenbrock_fdf,
 183  2, 0};
 184
 185 void Nrosenbrock_df (const gsl_vector * x, void *params, gsl_vector * df)
 186 {
 187   gsl_multimin_function F ;
 188   F.f = rosenbrock_f;
 189   F.params = params;
 190   F.n = x->size;
 191   gsl_multimin_diff (&F, x, df);
 192 }
 193
 194 void Nrosenbrock_fdf (const gsl_vector * x, void *params, double * f,
 195                      gsl_vector * df)
 196 {
 197   *f = rosenbrock_f (x, params);
 198   Nrosenbrock_df (x, params, df);
 199 }
 200
 201 gsl_multimin_function_fdf Nroth =
 202 {&roth_f,
 203  &Nroth_df,
 204  &Nroth_fdf,
 205  2, 0};
 206
 207 void Nroth_df (const gsl_vector * x, void *params, gsl_vector * df)
 208 {
 209   gsl_multimin_function F ;
 210   F.f = roth_f;
 211   F.params = params;
 212   F.n = x->size;
 213   gsl_multimin_diff (&F, x, df);
 214 }
 215
 216 void Nroth_fdf (const gsl_vector * x, void *params, double * f,
 217                      gsl_vector * df)
 218 {
 219   *f = roth_f (x, params);
 220   Nroth_df (x, params, df);
 221 }
 222
 223
 224 gsl_multimin_function_fdf Nwood =
 225 {&wood_f,
 226  &Nwood_df,
 227  &Nwood_fdf,
 228  4, 0};
 229
 230 void Nwood_df (const gsl_vector * x, void *params, gsl_vector * df)
 231 {
 232   gsl_multimin_function F ;
 233   F.f = wood_f;
 234   F.params = params;
 235   F.n = x->size;
 236   gsl_multimin_diff (&F, x, df);
 237 }
 238
 239 void Nwood_fdf (const gsl_vector * x, void *params, double * f,
 240                      gsl_vector * df)
 241 {
 242   *f = wood_f (x, params);
 243   Nwood_df (x, params, df);
 244 }