Форум программистов, компьютерный форум CyberForum.ru

Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность - C++

Восстановить пароль Регистрация
 
Рейтинг: Рейтинг темы: голосов - 126, средняя оценка - 4.83
Artyom
0 / 0 / 0
Регистрация: 30.11.2008
Сообщений: 10
28.01.2010, 02:36     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность #1
Здравствуйте!
мне необходимо сдать лабораторную работу по методу градиентного спуска. я запрограммировал этот метод поиска минимума функции. работает он корректно и минимум функции находит, но мой преподаватель имеет странную манеру проверять лабы - он задал шаг, кол-во итераций и проверяет по значению функции в заданной точке, сверяя ответ с ответом в своей программе. его ответ и мой значительно отличается, что вряд ли можно объяснить различной разрядностью. я программировал метод четко по алгоритму и сомневаюсь, что у меня есть ошибка в такой маленькой программе, тем более что для функций попроще, чем исследуемая, он работает. помогите доказать преподу, что ошибка в его программе, или укажите, пожалуйста, мне на мою ошибку.
исходные данные:
f(x,y) = y^2+cos(x+1.23*y) //целевая ф-я
x0 = -0,4 //начальное значение х
y0 = 1.9 //начальное значение у
h = 0.002 //шаг
n = 4 //кол-во итераций
ответ препода (значение функции в 4-й точке) = 2,07
мой ответ = 3,22
мой ответ ближе к начальному значению функции (3.25), что по-моему, нормально для такого маленького шага. к тому же я переделал программу, которую нашел в интернете для целевой функции и получил ответ, похожий на свой.
вот мой код:
C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
#include <iostream>
#include <math.h>
#include <conio.h>
#include <iomanip>
#include <fstream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
 
double f(double x, double y)
{
    return  y*y + cos(x + 1.23*y);
};
 
double gradX(double x, double y)
{
    return -sin(x + 1.23*y);
};
 
double gradY(double x, double y)
{
    return  2*y - 1.23*sin(x + 1.23*y);
};
 
double norm(double x, double y)
{
    return sqrt((-sin(x + 1.23*y))*(-sin(x + 1.23*y)) + (2*y - 1.23*sin(x + 1.23*y))*(2*y - 1.23*sin(x + 1.23*y)));
};
 
 
void output(double x, double y)
    {
        cout << setw(4) << fixed << setprecision(5) << x;
        cout << setw(14) << fixed << setprecision(5) << y;
        cout << setw(14) << fixed << setprecision(5) << f(x,y) << endl;
    };
 
void main()
{
    double x0 = -0.4;
    double y0 = 1.9;
    double h = 0.002;
    double M = 6;
    double x = x0;
    double y = y0;
    output(x,y);
    for(int k = 0; k < 4; ++k)
    {   
        double gradx = gradX(x,y);
        double grady = gradY(x,y);
        double Norm = norm(x,y);
        x = x - h*gradx/Norm;
        y = y - h*grady/Norm;
        
        output(x,y);
    };
    _getch();
};
во вложении я прикрепил переделанную чужую программу
Вложения
Тип файла: rar Mydoc.rar (963.4 Кб, 652 просмотров)
Similar
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
28.01.2010, 02:36     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность
Посмотрите здесь:

проверка на корректность C++
C++ Корректность моего кода
Проверка на корректность операции C++
Портирование кода на С++ (проверка вводимых данных пользователем на корректность) C++
СЛАУ методом градиентного спуска C++
После регистрации реклама в сообщениях будет скрыта и будут доступны все возможности форума.
Day
 Аватар для Day
1149 / 954 / 57
Регистрация: 29.10.2009
Сообщений: 1,384
28.01.2010, 10:36     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность #2
Попробуй убрать деление на Norm
Artyom
0 / 0 / 0
Регистрация: 30.11.2008
Сообщений: 10
28.01.2010, 13:23  [ТС]     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность #3
Цитата Сообщение от Day Посмотреть сообщение
Попробуй убрать деление на Norm
если убрать, все равно не работает - значение функции получается равно 3.19
PointsEqual
ниначмуроФ
 Аватар для PointsEqual
832 / 516 / 33
Регистрация: 12.10.2009
Сообщений: 1,915
28.01.2010, 23:24     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность #4
метод градиентного спуска

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
#include <vector>
#include <iostream>
#include <Math.h>
#include <string>
#include <sstream>
#include <conio.h>
 
using namespace std;
 
typedef vector<double> DataList;
 
void InitData();
void GradSearch(DataList &p, double sigma,double epsilon);
void QMin(DataList &de_dxi, DataList &p, double epsilon, double sigma);
void getDfDx(DataList &de_dxi, DataList &p);
string CreateResultString(DataList &pMin,double yMin);
double getFunc(DataList &p);
string stringify(double x);
 
DataList p1;
DataList p2;
DataList pMin;
DataList de_dxi;
 
double yMin;
double err;
double z0;
double h;
int N;
 
int j;
 
int main()
{
    N = 2;
 
    InitData();
 
    DataList p;
    p.push_back(0.99);
    p.push_back(1.01);
        double sigma = 0.0000000001;
        double epsilon = 0.0000000001;
 
    GradSearch(p, sigma, epsilon);
 
    getch();
    return 0;
}
 
void GradSearch(DataList &p, double sigma,double epsilon)
{
    int max = 60;
    h = 1;
    err = 1;
    int count = 0;
 
    while(count < max && (h>sigma ||err > epsilon))
    {
        getDfDx(de_dxi, p);
        QMin(de_dxi, p, epsilon, sigma);
 
        for(int i = 0; i<N; i++)
            p.at(i) = pMin.at(i);
 
        z0 = yMin;
        count = count + j + 1;
 
        string iterResult = CreateResultString(pMin, yMin);
 
        cout<<CreateResultString(pMin, yMin)<<endl;
    }
    cout<<endl<<"Минимум функции: "<<"-4*x + x*x - y - x*y + y*y"<<endl;
    cout<<CreateResultString(pMin, yMin)<<endl;
}
 
void QMin(DataList &de_dxi,DataList &p, double epsilon, double sigma)
{
    int cond = 0;
    int jmax = 60;
 
    z0 = getFunc(p);
 
    for(int i = 0; i<N; i++)
        p1.at(i) = p.at(i) + h * de_dxi.at(i);
 
    double y1 = getFunc(p1);
 
    for(int i = 0; i<N; i++)
        p2.at(i) = p.at(i) + 2 * h * de_dxi.at(i);
 
    double y2 = getFunc(p2);
 
    j = 0;
 
    while (j<jmax && cond == 0)
    {
        if (z0<=y1)
        {
            for(int i = 0; i<N; i++)
                p2.at(i) = p1.at(i);
 
            y2 = y1;
            h = h / 2;
 
            for(int i = 0; i<N; i++)
                p1.at(i) = p.at(i) + h * de_dxi.at(i);
 
            y1 = getFunc(p1);
        }
        else if (y2 < y1)
        {
            for(int i = 0; i<N; i++)
                p1.at(i) = p2.at(i);
 
            y1 = y2;
 
            h = h*2;
 
            for(int i = 0; i<N; i++)
                p2.at(i) = p.at(i) + 2 * h * de_dxi.at(i);
 
            y2 = getFunc(p2);
        }
        else
        {
            cond = -1;
        }
 
        j = j+1;
        if (h < sigma)
            cond = 1;
    }
 
    double hMin = (h/2)* (4 * y1 - 3* z0 - y2) / (2* y1 - z0 - y2);
 
    for (int i = 0; i< N; i++)
    {
        pMin.at(i) = p.at(i) + hMin * de_dxi.at(i);
    }
 
    yMin = getFunc(pMin);
 
    double h0 = fabs(hMin);
    double h1 = fabs(hMin - h);
    double h2 = fabs(hMin - 2* h);
 
    if (h0 < h)
        h = h0;
    if (h1 < h)
        h = h1;
    if (h2 < h)
        h = h2;
    if (h == 0)
        h = hMin;
    if (h < sigma)
        cond = 1;
    double e0 = fabs(z0 - yMin);
    double e1 = fabs(y1 - yMin);
    double e2 = fabs(y2 - yMin);
 
    if (e0 != 0 && e0 < err)
        err = e0;
    if (e1 != 0 && e1 < err)
        err = e1;
    if (e2 != 0 && e2 < err)
        err = e2;
    if (e0 == 0 && e1 == 0 && e2 == 0)
        err = 0;
    if (err < epsilon)
        cond = 2;
}
 
double getFunc(DataList &p)
{
    double x = p.at(0);
    double y = p.at(1);
 
    double result = -4 * x + x*x - y - x * y + y * y;
 
    return result;
}
 
void getDfDx(DataList & de_dxi, DataList &p)
{
    double x = p.at(0);
    double y = p.at(1);
 
 
    double dfDx = -4+2*x-y;
    double dfDy = -1-x+2*y;
 
    double norm = sqrt(dfDx*dfDx + dfDy*dfDy);
 
    dfDx = -dfDx/norm;
    dfDy = -dfDy/norm;
 
    de_dxi.at(0) = dfDx;
    de_dxi.at(1) = dfDy;
}
 
void InitData()
{
    for(int i = 0; i<N; i++)
    {
        p1.push_back(0);
 
        p2.push_back(0);
 
        pMin.push_back(0);
 
        de_dxi.push_back(0);
    }
}
 
string stringify(double x)
{
    ostringstream o;
    if (!(o << x))
        return 0;
    return o.str();
}
 
string CreateResultString(DataList &pMin,double yMin)
{
    string resultStr = "f[";
 
    for(int i = 0; i<N; i++)
    {
        if (i != 0)
            resultStr += ",";
        resultStr += stringify(pMin.at(i));
    }
 
    resultStr += "] = " + stringify(yMin);
 
    return resultStr;
}
Artyom
0 / 0 / 0
Регистрация: 30.11.2008
Сообщений: 10
29.01.2010, 01:19  [ТС]     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность #5
Спасибо, я тоже умею пользоваться гуглом. Это код из википедии. Проблема в том, что метод-то я запрограммировал, только я не могу доказать преподавателю, что он верно работает!
spxnezzar
Сообщений: n/a
26.03.2010, 01:08     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность #6
А архивчик в аттаче битым оказался =(
ToxaGold
0 / 0 / 0
Регистрация: 09.06.2014
Сообщений: 7
10.05.2015, 19:48     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность #7
Что у тебя такое функция norm ???
Памирыч
Администратор
 Аватар для Памирыч
20460 / 8512 / 1023
Регистрация: 11.04.2010
Сообщений: 10,984
10.05.2015, 20:50     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность #8
ToxaGold, автор был активен в декабре 2010 года, а это - более 5 лет назад
MoreAnswers
Эксперт
37091 / 29110 / 5898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 43,301
10.05.2015, 20:51     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность
Еще ссылки по теме:

Создать класс "Музей" - проверка кода на корректность C++
C++ Метод градиентного спуска
C++ Проверка указателя на корректность

Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
ToxaGold
0 / 0 / 0
Регистрация: 09.06.2014
Сообщений: 7
10.05.2015, 20:51     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность #9
Не посмотрел
Yandex
Объявления
10.05.2015, 20:51     Программирование метода градиентного спуска - проверка кода на корректность
Ответ Создать тему
Опции темы

Текущее время: 00:31. Часовой пояс GMT +3.
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2016, vBulletin Solutions, Inc.
Рейтинг@Mail.ru