10.3 simple_printf関数

C++SIMPLEマニュアル
10. 出力制御
10.3 simple_printf関数

10.3 simple_printf関数

　simple_printf関数は，以下のような特徴を持っています．

simple_printf関数は，SIMPLEオブジェクトの情報をユーザ指定のフォーマットで出力することができます．
フォーマットの形式はプログラミング言語C/C++の標準関数printfに従います．
条件式を記述して，出力する添字範囲を指定することができます．
対象となるSIMPLEオブジェクトは以下です．
- 変数Variable
- 目的関数Objective
- 制約式Constraint
- 定数Parameter
- 整数変数IntegerVariable
- 式Expression
- 対称行列SymmetricMatrix
集合Setや順序集合OrderedSetに関する情報を取得することはできません．
引数の数は34個までです．

　simple_printf関数の書式は以下のように定められています．

simple_printf(出力指定書式, 出力対象1, 出力対象2, ..);

　条件式を引数の最後に記述することが可能です．

simple_printf(出力指定書式, 出力対象1, 出力対象2, .., 条件式);

　条件式を複数記述することも可能です．

simple_printf(出力指定書式, 出力対象1, 出力対象2, .., 条件式1, 条件式2, ..);

　次の例では，変数の現在値を整数形式で出力させています．整数形式で出力させるには%dを用います．

Variable x;
x = 3;
simple_printf("%d\n", x.val);

　これに対する出力は以下のようになります．

　次のように記述すると，出力は以下のようになります．

simple_printf("xの値 = %d\n", x.val);

　出力

xの値 = 3

　simple_printf関数の引数では，.valを省略する事ができます．従って，次のように記述しても出力は同じです．

simple_printf("xの値 = %d\n", x);

　simple_printf関数では，整数以外にも小数や，指数形式で値を出力させる事ができます．以下は小数を出力する例です．小数を出力するには%fを用います．

simple_printf("xの値 = %f\n", x);

　出力

xの値 = 3.000000

　以下は指数形式で出力する例です．指数形式で出力するには%eを用います．

simple_printf("xの値 = %e\n", x);

　出力

xの値 = 3.000000e+000

　表示させる桁数を指定することもできます．以下の例では，小数点以下二桁のみが出力されるよう記述しています．

simple_printf("xの値 = %.2f\n", x);
simple_printf("xの値 = %.2e\n", x);

　出力

xの値 = 3.00
xの値 = 3.00e+000

　出力の幅を指定することもできます．以下の例では，半角15文字に出力が収まるように記述しています．

simple_printf("xの値 = %15f\n", x);
simple_printf("xの値 = %15e\n", x);

　出力

xの値 =        3.000000
xの値 =   3.000000e+000

　桁数と出力幅の両方をまとめて記述することもできます．

simple_printf("xの値 = %15.2f\n", x);
simple_printf("xの値 = %15.2e\n", x);

　出力

xの値 =            3.00
xの値 =       3.00e+000

　求解関数solveの前にSIMPLEオブジェクトを出力すると，求解前の初期状態の情報が記述されます．求解関数solveは，明示的に記述されない場合，モデルの最後尾にあるものと認識されます．例えば，次のモデルに対する出力は以下のようになります．

　モデルファイル

Variable x;
Objective f(type = minimize);
f = 2 * x;
x >= 5; //制約
x = 10; //初期値設定
simple_printf("xの値 = %f\n", x);

　出力

xの値 = 10.00000

　solve関数の後にsimple_printf関数を記述すると次のようになります．

　モデルファイル

Variable x;
Objective f(type = minimize);
f = 2 * x;
x >= 5; //制約
x = 10; //初期値設定
solve();
simple_printf("xの値 = %f\n", x);

　出力

xの値 = 5.000000

　添字を持つ対象も出力させる事ができます．次の例では，添字を持つ変数の現在値を整数形式で出力させています．

Set S = "1 2 3";
Element i(set = S);
Variable x(index = i);
x[i] = 3;
simple_printf("%d\n", x);

　これに対する出力は以下のようになります．

3
3
3

　次のように記述すると，以下のように出力されます．

simple_printf("x[%d]の値 = %d\n", i, x[i]);

　出力

x[1]の値 = 3
x[2]の値 = 3
x[3]の値 = 3

　引数の最後に条件式を指定することで，添字の範囲を制限させる事ができます．次の例では，x[1], x[2]の値のみを表示させています．

simple_printf("x[%d]の値 = %d\n", i, x[i], i < 3);

　出力

x[1]の値 = 3
x[2]の値 = 3

　同じ添字の対象であれば，同時に複数出力することができます．次の例では，変数x[1], x[2], x[3]定数a[1], a[2], a[3]の値を同時に出力させています（メソッド.valは省略しています）．

Set S = "1 2 3";
Element i(set = S);
Variable x(index = i);
Parameter a(index = i);
x[i] = 3;
a[i] = 5;
simple_printf("x[%d] = %f, a[%d] = %f\n", i, x[i], i, a[i]);

　出力

x[1] = 3.000000, a[1] = 5.000000
x[2] = 3.000000, a[2] = 5.000000
x[3] = 3.000000, a[3] = 5.000000

　多次元集合の添字について，複雑な条件を課して出力を行いたい場合，複雑な条件を記述する集合を事前に作成しておくことが推奨されます．以下は具体例です．二次元集合IJなどを定義します．

Set I;
Element i(set=I);
I = "1 .. 7";
Set J;
Element j(set=J);
J = "1 .. 4";
Set IJ(dim=2);
IJ = "1,1, 2,2 3,1";
Parameter b(index=(i,j));
b[i,j] = i+j, (i,j) < IJ;

　上記の集合について，定数bが 4 となる変数の組を出力する例を示します．以下のように二次元集合Bを定義します．

Set B(dim=2);
Element ij(set=B);
B = setOf( (i,j), b[i,j] == 4);

　上記集合Bを用いると，意図通りの記述ができます．

/*
  以下が出力されます
    2,2
    3,1
*/
simple_printf("%d,%d\n", ij, b[ij] == 4);

　次の例では3つの対称行列（SymmetricMatrix） $X_{1}$ , $X_{2}$ , $X_{3}$ の値を表示させています．

Set S = "1 2";
Element i(set = S), j(set = S);
Set N = "1 2 3";
Element n(set = N);
SymmetricMatrix X(index=n, (i, j));
X[n, i, j] = 100 * n + 10 * i + j, i <= j; // 上三角部分のみ定義
simple_printf("X%d[%d, %d] = %f\n", n, i, j, X[n, i, j]);

　出力

X1[1, 1] = 111.000000
X1[1, 2] = 112.000000
X1[2, 1] = 112.000000
X1[2, 2] = 122.000000
X2[1, 1] = 211.000000
X2[1, 2] = 212.000000
X2[2, 1] = 212.000000
X2[2, 2] = 222.000000
X3[1, 1] = 311.000000
X3[1, 2] = 312.000000
X3[2, 1] = 312.000000
X3[2, 2] = 322.000000

　simple_printf関数は，最適化計算結果resultの情報も出力させる事ができます．以下は最適化計算結果を出力するモデルファイルの記述例です．

Variable x,y;
Objective f(type = minimize);
f = 2 * x + 3 * y;
x + 2 * y == 15;
x >= 0;
y >= 0;
solve();

simple_printf("関数の数         %d\n", result.nfunc);
simple_printf("内点法の反復回数 %d\n", result.iters);
simple_printf("関数評価回数     %d\n", result.fevals);
simple_printf("目的関数値       %e\n", result.optValue);
simple_printf("収束判定条件     %e\n", result.tolerance);
simple_printf("最適性条件残差   %e\n", result.residual);
simple_printf("所要計算時間     %d\n", result.elapseTime);
simple_printf("終了時ステータス %d\n", result.errorCode);

　以下出力例です．

関数の数         2
内点法の反復回数 5
関数評価回数     8
目的関数値       2.250000e+001
収束判定条件     1.000000e-008
最適性条件残差   3.978422e-008
所要計算時間     0
終了時ステータス 0

10.2 print関数

10.4 simple_fprintf関数

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