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此示例展示了如何使用 MathOpt 构建、求解和探索简单线性程序 (LP) 的结果。如需了解如何安装 OR-Tools,请参阅安装指南。有关如何从 source 构建和运行的其他说明推迟到最后。

构建 MathOpt 模型

在您的源代码中,您通常只需要添加一个 MathOpt 依赖项:

Python

from ortools.math_opt.python import mathopt

C++

#include <iostream>
#include <ostream>

#include "absl/log/check.h"
#include "absl/status/statusor.h"
#include "ortools/base/init_google.h"
#include "ortools/math_opt/cpp/math_opt.h"

本指南通篇使用了以下线性编程问题,并通过 GLOP 解决该问题。

$$\begin{aligned} &\max &x + 2 \cdot y\\ &\text{subject to} &x + y &\leq 1.5 \\ &&-1 \leq x &\leq 1.5 \\ &&0 \leq y &\leq 1 \end{aligned}$$

首先,构建模型:

Python

# Build the model.
model = mathopt.Model(name="getting_started_lp")
x = model.add_variable(lb=-1.0, ub=1.5, name="x")
y = model.add_variable(lb=0.0, ub=1.0, name="y")
model.add_linear_constraint(x + y <= 1.5)
model.maximize(x + 2 * y)

C++

// Build the model.
namespace math_opt = ::operations_research::math_opt;
math_opt::Model lp_model("getting_started_lp");
const math_opt::Variable x = lp_model.AddContinuousVariable(-1.0, 1.5, "x");
const math_opt::Variable y = lp_model.AddContinuousVariable(0.0, 1.0, "y");
lp_model.AddLinearConstraint(x + y <= 1.5, "c");
lp_model.Maximize(x + 2 * y);

求解和检查解法

接下来,设置求解的参数。使用 MathOpt 解决优化模型的高度可配置。其中包括独立于求解器的参数(例如启用输出)、特定于求解器的参数(例如 GlopParameters.optimization_rule)、依赖于模型属性的参数(例如分支优先级)、求解器日志的回调,以及用于监控和控制优化的回调。以下代码可打开求解器日志。

Python

# Set parameters, e.g. turn on logging.
params = mathopt.SolveParameters(enable_output=True)

C++

// Set parameters, e.g. turn on logging.
math_opt::SolveArguments args;
args.parameters.enable_output = true;

如需使用 Google 基于单工的 LP 求解器 GLOP 解决问题,请使用 Solve() 函数。

Python

# Solve and ensure an optimal solution was found with no errors.
# (mathopt.solve may raise a RuntimeError on invalid input or internal solver
# errors.)
result = mathopt.solve(model, mathopt.SolverType.GLOP, params=params)
if result.termination.reason != mathopt.TerminationReason.OPTIMAL:
    raise RuntimeError(f"model failed to solve: {result.termination}")

C++

// Solve and ensure an optimal solution was found with no errors.
const absl::StatusOr<math_opt::SolveResult> result =
    math_opt::Solve(lp_model, math_opt::SolverType::kGlop, args);
CHECK_OK(result.status());
CHECK_OK(result->termination.EnsureIsOptimal());

最后,检查最优解决方案的目标值和最优变量值。请注意,由于终止原因是最佳的,因此您可以放心地假定这些值存在,但由于其他终止原因(例如,不可行或无限制),调用这些方法时可以 CHECK fail(在 C++ 中)或 raise an exception(在 Python 中)。

Python

# Print some information from the result.
print("MathOpt solve succeeded")
print("Objective value:", result.objective_value())
print("x:", result.variable_values()[x])
print("y:", result.variable_values()[y])

C++

// Print some information from the result.
std::cout << "MathOpt solve succeeded" << std::endl;
std::cout << "Objective value: " << result->objective_value() << std::endl;
std::cout << "x: " << result->variable_values().at(x) << std::endl;
std::cout << "y: " << result->variable_values().at(y) << std::endl;

有关使用 Bazel 构建和运行代码的说明

如果您使用 bazel 从源代码构建 MathOpt,此示例需要构建目标中的以下依赖项:

Python

"//util/operations_research/math_opt/python:mathopt"

C++

"//util/operations_research/math_opt/cpp:math_opt"
"//util/operations_research/math_opt/solvers:glop_solver"

为了运行您的代码,以下 bazel 命令将构建并运行您的目标。

Python

bazel run path/to/you:target --with_scip=false --with_cp_sat=false
--with_glpk=false --with_glop=true -- --your_flags

C++

bazel run path/to/you:target -- --your_flags