对算法的解决方案进行模糊/近似检查

Question

我们有一些人在我们拥有的某些超级计算机上运行代码以进行仿真，测试等。 很好的是，如果作为构建过程的一部分，我们不仅可以检查代码是否已编译，还可以检查输出是否与某种模式匹配，这将表明我们正在获得有意义的结果。

即研究人员可能知道x的值必须在一定范围内。 如果不是，则说明代码中存在逻辑错误（假设它已编译且它们不是编译时错误）。

是否有任何针对此类事情的预先编写的软件包。 该代码用FORTRAN，C，C ++等编写。

任何具体或一般的建议，将不胜感激。

Answer 1

我希望大多数单元测试框架都可以做到这一点。 提供玩具测试数据集，并以各种不同方式查看答案是否合理。

Answer 2

确保任何计算的结果值（无论是最终的还是中间的）都满足某些约束的一种好方法是使用面向对象的编程语言（如C ++），并定义在内部强制执行要检查条件的数据类型。 然后，您可以将这些数据类型用作任何计算的返回值，以确保返回的值满足所述条件。

让我们看一个简单的例子。 假设您在飞机类内部具有成员函数，该成员函数是飞行控制系统的一部分，该系统根据乘客人数和飞机当时的燃油量来估计飞机实例的质量。 声明Airplane类和planeMass（）成员函数的一种方法如下：

class Airplane {
public:

    ...

    int airplaneMass() const; // note the plain int return type

    ...

private:
    ...
};

但是，实现上述目标的更好方法是定义一个AirplaneMass类型，该类型可以用作函数的返回类型而不是int 。 AirplaneMass可以在内部（在其构造函数和所有重载的运算符中）确保其封装的值满足某些约束。 AirplaneMass数据类型的示例实现如下：

class AirplaneMass {
public:

    // AirplaneMass constructor
    AirplaneMass(int m) {
        if (m < MIN || m > MAX) {
            // throw exception or log constraint violation
        }

        // if the value of m meets the constraints,
        // assign it to the internal value.
        mass_ = m;
    }

    ...

    /* range checking should also be done in the implementation
       of overloaded operators. For instance, you may want to
       make sure that the resultant of the ++ operation for
       any instance of AirplaneMass also lies within the
       specified constraints. */

private:
    int mass_;
};

之后，您可以按以下方式重新声明Airplane类及其planesMass（）成员函数：

class Airplane {
public:

    ...

    AirplaneMass airplaneMass() const;
    // note the more specific AirplaneMass return type

    ...

private:
    ...
};

上面的代码将确保planetMass（）返回的值在MIN和MAX之间。 否则，将引发异常，或者将记录错误情况。

Answer 3

我必须在本月进行转换。 我不知道这是否对您有帮助，但是对我来说，这似乎很简单。

首先，我定义了一个公差级别。 （类似Java的示例代码...）

private static final double TOLERANCE = 0.000000000001D;

然后，我定义了一个新的“ areEqual”方法，该方法检查两个值之间的差异是否小于公差水平。

private static boolean areEqual(double a, double b) {
    return (abs(a - b) < TOLERANCE);
}

如果我在某处出现false ，则表示检查可能已失败。 我可以调整公差以查看这仅仅是一个精度问题还是一个不好的结果。 在我的情况下效果很好。