Gecode

1. Gecode Programación con restricciones

2. ¿Qué es Gecode? • Gecode es una herramienta para el desarrollo de sistemas basados en restricciones • Abierto • Gratuito • Portable • Eficiente • Concurrente Está disponible para Linux, Windows y Mac OS www.gecode.org

3. Primera aproximación Secuencia mágica

4. Estructura de un modelo • Constructura: • En la constructora se inicializan las variables de decisión, se declaran las restricciones y el branching • El branching es, a grandes rasgos, la definición de por dónde debe empezar y hacia dónde debe ir la búsqueda de una solución al problema

6. Soporte de búsqueda • Todo modelo debe incluir: • Constructora adicional que actualiza el valor de las variables de decisión • Función Copy() que devuelve una copia del espacio apoyándose en la constructora anterior

7. Impresión de la solución • Las variables de decisión se pueden imprimir como si fueran variables de C++

8. Main • En el main se deben seguir los siguientes pasos: • Se crea el modelo • se crea el motor de búsqueda para el modelo • se obtiene una (o varias) de las soluciónes y se imprimen.

10. Tipos de datos para enteros • #include<gecode/int.hh> • IntVar • Son el equivalente a los varint de Minizinc. • Constructora: • IntVar(home, liminf, limsup)

11. IntSet • Son el equivalente a los conjuntos de minizinc. • Constructora: • IntSet(home, minDom, maxDom) • Se puede construir una variable entera pasándole un IntSet como dominio: • IntVar x(home, IntSet(-10, 10)

12. IntVarArray • Son el equivalente a los array of var de Minizinc • Constructoras: • IntVarArray(home, n, liminf, limsup) • Acceso: • IntVarArray x(home, 10, 0, 9) • x[i] será la posición i-ésima del array siendo i un entero.

13. Matrices • Las matrices en Gecode son algo especiales. • Creación: • IntVarArray x(home, N*M, a, b) • Matrix<IntVarArray> m(x, N, M) • Acceso: • m(i,j) • m.row(i): Fila i-ésima de la matriz • m.col(i): Columna i-ésima de la matriz

14. Sudoku

15. Restricciones

16. Slices • Devuelven “trozos” de la matriz que cumplen ciertas condiciones • Tienen su versión para arrays

17. Restricciones y operaciones • Relaciones: • Las relaciones en Gecode se definen de una manera especial: • rel(home, var1, rel_type, var2) Ejemplo: rel(home, x, ITR_LE, y) => x< y Tipos de relaciones:

18. Count(home, var1, var2, rel_type, c) • c será igual al número de veces que aparece var2 en el vector var1. • Member(home,x,y): • El valor y debe aparecer por lo menos una vez en el array x • Distinct(home, x): • Todos los valores del array x deben ser distintos

19. Operaciones aritméticas

20. Scripts • Heredan de la clase Space. • Junto con la clase Options permiten parametrizar problemas de tamaño variable

21. Script secuencia mágica

22. Soporte de búsqueda

23. Main

24. Gist • Es una herramienta gráfica que incluye Gecode. • Permite ver gráficamente cómo progresa la búsqueda de una solución.

26. ¿Cómo usar Gist en un modelo? • Solo hace falta cambiar el main: • Se crea el modelo • Se crea la instancia de Gist para el modelo • Se elige el motor de búsqueda y se le pasa el modelo y las opciones de Gist

27. Para la secuencia mágica:

28. ¿Cómo instalar Gecode? • Descargar el ejecutable correspondiente a la versión de Visual Studio del sistema. • Al crear un proyecto nuevo acceder a propiedades del proyecto->C/C++ y agregar la carpeta /Gecode/include en Directorios de inclusión adicionales

30. En las opciones del vinculador añadir la carpeta /Gecode/lib en Directorios de bibliotecas adicionales

32. Conclusiones • Es útil para aplicaciones reales • Es extremadamente rápido • Es intuitivo • La documentación disponible es excelente • Muy recomendable aprender a usarlo