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Attempt to recover from "unknown" solutions.
[dunshire.git] / src / dunshire / games.py
index 4b5383dd2f12c1fe2d6de250760e5009639bfd5d..e85fe63ddcc425f8938adf85392fccddc755901d 100644 (file)
@@ -433,21 +433,35 @@ class SymmetricLinearGame:
         # what happened.
         soln_dict = solvers.conelp(c, G, h, C.cvxopt_dims(), A, b)
 
+        p1_value = -soln_dict['primal objective']
+        p2_value = -soln_dict['dual objective']
+        p1_optimal = soln_dict['x'][1:]
+        p2_optimal = soln_dict['z'][self._K.dimension():]
+
         # The "status" field contains "optimal" if everything went
         # according to plan. Other possible values are "primal
-        # infeasible", "dual infeasible", "unknown", all of which
-        # mean we didn't get a solution. That should never happen,
-        # because by construction our game has a solution, and thus
-        # the cone program should too.
-        if soln_dict['status'] != 'optimal':
+        # infeasible", "dual infeasible", "unknown", all of which mean
+        # we didn't get a solution. The "infeasible" ones are the
+        # worst, since they indicate that CVXOPT is convinced the
+        # problem is infeasible (and that cannot happen).
+        if soln_dict['status'] in ['primal infeasible', 'dual infeasible']:
             raise GameUnsolvableException(soln_dict)
-
-        p1_value = soln_dict['x'][0]
-        p1_optimal = soln_dict['x'][1:]
-        p2_optimal = soln_dict['z'][self._K.dimension():]
+        elif soln_dict['status'] == 'unknown':
+            # When we get a status of "unknown", we may still be able
+            # to salvage a solution out of the returned
+            # dictionary. Often this is the result of numerical
+            # difficulty and we can simply check that the primal/dual
+            # objectives match (within a tolerance) and that the
+            # primal/dual optimal solutions are within the cone (to a
+            # tolerance as well).
+            if (abs(p1_value - p2_value) > options.ABS_TOL):
+                raise GameUnsolvableException(soln_dict)
+            if (p1_optimal not in self._K) or (p2_optimal not in self._K):
+                raise GameUnsolvableException(soln_dict)
 
         return Solution(p1_value, p1_optimal, p2_optimal)
 
+
     def dual(self):
         r"""
         Return the dual game to this game.
@@ -494,6 +508,48 @@ class SymmetricLinearGameTest(TestCase):
     Tests for the SymmetricLinearGame and Solution classes.
     """
 
+    def random_orthant_params(self):
+        """
+        Generate the ``L``, ``K``, ``e1``, and ``e2`` parameters for a
+        random game over the nonnegative orthant.
+        """
+        ambient_dim = randint(1, 10)
+        K = NonnegativeOrthant(ambient_dim)
+        e1 = [uniform(0.1, 10) for idx in range(K.dimension())]
+        e2 = [uniform(0.1, 10) for idx in range(K.dimension())]
+        L = [[uniform(-10, 10) for i in range(K.dimension())]
+             for j in range(K.dimension())]
+        return (L, K, e1, e2)
+
+
+    def random_icecream_params(self):
+        """
+        Generate the ``L``, ``K``, ``e1``, and ``e2`` parameters for a
+        random game over the ice cream cone.
+        """
+        # Use a minimum dimension of two to avoid divide-by-zero in
+        # the fudge factor we make up later.
+        ambient_dim = randint(2, 10)
+        K = IceCream(ambient_dim)
+        e1 = [1] # Set the "height" of e1 to one
+        e2 = [1] # And the same for e2
+
+        # If we choose the rest of the components of e1,e2 randomly
+        # between 0 and 1, then the largest the squared norm of the
+        # non-height part of e1,e2 could be is the 1*(dim(K) - 1). We
+        # need to make it less than one (the height of the cone) so
+        # that the whole thing is in the cone. The norm of the
+        # non-height part is sqrt(dim(K) - 1), and we can divide by
+        # twice that.
+        fudge_factor = 1.0 / (2.0*sqrt(K.dimension() - 1.0))
+        e1 += [fudge_factor*uniform(0, 1) for idx in range(K.dimension() - 1)]
+        e2 += [fudge_factor*uniform(0, 1) for idx in range(K.dimension() - 1)]
+        L = [[uniform(-10, 10) for i in range(K.dimension())]
+             for j in range(K.dimension())]
+
+        return (L, K, e1, e2)
+
+
     def assert_within_tol(self, first, second):
         """
         Test that ``first`` and ``second`` are equal within our default
@@ -522,12 +578,7 @@ class SymmetricLinearGameTest(TestCase):
         optimal solutions should give us the optimal game value when we
         apply the payoff operator to them.
         """
-        ambient_dim = randint(1, 10)
-        K = NonnegativeOrthant(ambient_dim)
-        e1 = [uniform(0.1, 10) for idx in range(K.dimension())]
-        e2 = [uniform(0.1, 10) for idx in range(K.dimension())]
-        L = [[uniform(-10, 10) for i in range(K.dimension())]
-             for j in range(K.dimension())]
+        (L, K, e1, e2) = self.random_orthant_params()
         self.assert_solution_exists(L, K, e1, e2)
 
     def test_solution_exists_ice_cream(self):
@@ -535,25 +586,7 @@ class SymmetricLinearGameTest(TestCase):
         Like :meth:`test_solution_exists_nonnegative_orthant`, except
         over the ice cream cone.
         """
-        # Use a minimum dimension of two to avoid divide-by-zero in
-        # the fudge factor we make up later.
-        ambient_dim = randint(2, 10)
-        K = IceCream(ambient_dim)
-        e1 = [1] # Set the "height" of e1 to one
-        e2 = [1] # And the same for e2
-
-        # If we choose the rest of the components of e1,e2 randomly
-        # between 0 and 1, then the largest the squared norm of the
-        # non-height part of e1,e2 could be is the 1*(dim(K) - 1). We
-        # need to make it less than one (the height of the cone) so
-        # that the whole thing is in the cone. The norm of the
-        # non-height part is sqrt(dim(K) - 1), and we can divide by
-        # twice that.
-        fudge_factor = 1.0 / (2.0*sqrt(K.dimension() - 1.0))
-        e1 += [fudge_factor*uniform(0, 1) for idx in range(K.dimension() - 1)]
-        e2 += [fudge_factor*uniform(0, 1) for idx in range(K.dimension() - 1)]
-        L = [[uniform(-10, 10) for i in range(K.dimension())]
-             for j in range(K.dimension())]
+        (L, K, e1, e2) = self.random_icecream_params()
         self.assert_solution_exists(L, K, e1, e2)
 
 
@@ -576,12 +609,8 @@ class SymmetricLinearGameTest(TestCase):
         of the game by the same number. Use the nonnegative orthant as
         our cone.
         """
-        ambient_dim = randint(1, 10)
-        K = NonnegativeOrthant(ambient_dim)
-        e1 = [uniform(0.1, 10) for idx in range(K.dimension())]
-        e2 = [uniform(0.1, 10) for idx in range(K.dimension())]
-        L = matrix([[uniform(-10, 10) for i in range(K.dimension())]
-                    for j in range(K.dimension())])
+        (L, K, e1, e2) = self.random_orthant_params()
+        L = matrix(L) # So that we can scale it by alpha below.
         G1 = SymmetricLinearGame(L, K, e1, e2)
         value1 = G1.solution().game_value()
         alpha = uniform(0.1, 10)
@@ -596,25 +625,8 @@ class SymmetricLinearGameTest(TestCase):
         The same test as :meth:`test_nonnegative_scaling_orthant`,
         except over the ice cream cone.
         """
-                # Use a minimum dimension of two to avoid divide-by-zero in
-        # the fudge factor we make up later.
-        ambient_dim = randint(2, 10)
-        K = IceCream(ambient_dim)
-        e1 = [1] # Set the "height" of e1 to one
-        e2 = [1] # And the same for e2
-
-        # If we choose the rest of the components of e1,e2 randomly
-        # between 0 and 1, then the largest the squared norm of the
-        # non-height part of e1,e2 could be is the 1*(dim(K) - 1). We
-        # need to make it less than one (the height of the cone) so
-        # that the whole thing is in the cone. The norm of the
-        # non-height part is sqrt(dim(K) - 1), and we can divide by
-        # twice that.
-        fudge_factor = 1.0 / (2.0*sqrt(K.dimension() - 1.0))
-        e1 += [fudge_factor*uniform(0, 1) for idx in range(K.dimension() - 1)]
-        e2 += [fudge_factor*uniform(0, 1) for idx in range(K.dimension() - 1)]
-        L = matrix([[uniform(-10, 10) for i in range(K.dimension())]
-                    for j in range(K.dimension())])
+        (L, K, e1, e2) = self.random_icecream_params()
+        L = matrix(L) # So that we can scale it by alpha below.
 
         G1 = SymmetricLinearGame(L, K, e1, e2)
         value1 = G1.solution().game_value()