Project-OptimizationCounter

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概述

  近段时间在学习Qt，所以利用这个小项目来熟悉下。OptimizationCounter由于寻找多项式的最小值点，将使用无约束优化方法有三种，目前仅实现了梯度下降方法，另外两种之后完成。
  项目源码地址:SuperYanyann/OptimizationCounter

软件简介

开发环境

  ubuntu 17.0
  Qt(Community)

软件界面

  主界面如下：
          主界面
  About标签的触发在”edit”菜单下：
                     主界面

使用方法

  在多项式前填写好系数，选择优化方法，包括梯度下降，牛顿方法，共轭方法。如果选择的是梯度下降方法，则需要填写两个参数：”epoch”为迭代的次数，最大值为“9999”，；”step”为迭代的步长，最小值为“0.00001”.之后点击”OK”,则在“Output”显示得到的最小值点。

测试

  设置一组系数，然后设置优化方法为梯度下降法，迭代次数为500，迭代步长为0.01，测试结果如下：
          主界面

实现简介

槽函数

  信号与槽是Qt开发的核心之一，这个项目使用了两次connect函数：第一次为”OK”按键按下的计算触发，第二次为“About”标签的菜单项触发：

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connect(ui->certain,&QPushButton::clicked,this,&MainWindow::computeOptimization);
connect(ui->actionabout,&QAction::triggered,this,&MainWindow::displayAbout);

梯度下降

  计算过程中首先解决的问题是QString和double/int格式的转换问题，用到了QString类的toInt()和toDouble()方法，以及转变为QString的静态方法：QString::number()。
  由于优化对象为多项式，其导数格式已经确定，所以只要将导函数写出即可，具体代码如下：

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// use to compute the min
void MainWindow::computeOptimization()
{
    QString str_x5 = ui->lineEdit_X5->text();
    int int_X5 = str_x5.toInt();
    QString str_x4 = ui->lineEdit_X4->text();
    int int_X4 = str_x4.toInt();
    QString str_x3 = ui->lineEdit_X3->text();
    int int_X3 = str_x3.toInt();
    QString str_x2 = ui->lineEdit_X2->text();
    int int_X2 = str_x2.toInt();
    QString str_x1 = ui->lineEdit_X1->text();
    int int_X1 = str_x1.toInt();
    QString str_x0 = ui->lineEdit_X0 ->text();
    int int_X0 = str_x0.toInt();

    QString epochs = ui->epoch->text();
    int int_epoch = epochs.toInt();
    QString steps = ui->step->text();
    double dou_step = steps.toDouble();

    double x0 = 0;
    double y0 = 0;
    double dx0 = 0;

    for (int i=1;i<=int_epoch;i++)
    {
        dx0 = int_X5*5*pow(x0,4.0) +  int_X4*4*pow(x0,3.0) +int_X3*3*pow(x0,2.0) +int_X2*2*pow(x0,1.0) +int_X1;
        x0 = x0 - dou_step * dx0;
    }

    double result_x = x0;
    double result_y = int_X5*pow(x0,5.0) +  int_X4*pow(x0,4.0) +int_X3*pow(x0,3.0) +int_X2*pow(x0,2.0) +int_X1*x0+int_X0;

    ui->output_x->setText(QString::number(result_x));
    ui->output_y->setText(QString::number(result_y));
}

值获取与显示

  关于GUI上输入值的获取与显示，调用了lineEdit对象的text()和setText()方法即可，代码如上。

遇到的问题

  在本项目的过程中遇到的一个问题是，由于需要两个界面，因此需要两个ui类，在第一次添加的时候，选择继承的MainWindows类，编译的时候无法编译通过，之后尝试继承Widget类，并把about的头文件包含到主界面的头文件下，在主界面类中新建about界面的方法，编译通过。

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private:
    Ui::MainWindow *ui;
    aboutWindow aboutWin;

  新建ui文件的方法如下图：
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小结

  虽然项目比较简单，但是感觉对于Qt的开发方式熟悉了许多。
  PS：推荐一套我觉得不错的教学视频：b站Qt教程