在 Optano 建模中使用方法作为目标

Question

我正在尝试在 C# 中使用 Optano 建模（带有 GLPK 求解器）来最小化函数。目标函数不是一个简单的公式，而是返回单个数字的方法中的一系列计算（在本例中是数据集的方差，但还有其他我需要解决的问题也需要方法）。我希望能够将这种方法作为目标传递。

我能够使用 Microsoft.Solver.Foundation 做到这一点，但 a) 十年没有支持，b) 规模受许可证限制，c) 我很确定其中存在一个错误，破坏了我的一个模型。

我的 Optano 设置如下。

using (ModelScope modelScope = new ModelScope())
{
    OPTANO.Modeling.Optimization.Model model = new OPTANO.Modeling.Optimization.Model();

    foreach (KeyValuePair<string, decimal> weight in Weights)
    {
        model.AddVariable(new Variable(weight.Key, 0, 1, VariableType.Continuous));
    }

    model.AddConstraint(Expression.Sum(model.Variables) == 1);

    model.AddObjective(new Objective(Expression.Sum(GetResult(model.Variables.ToArray())), "MinimumResult", ObjectiveSense.Minimize));

    List<double> GetResult(Variable[] variables)
    {
        //*****Calculate stuff*****

        return result;//Return a List<double> containing a single element.
    }

    using (GLPKSolver solver = new GLPKSolver())
    {
        var solution = solver.Solve(model);

        if (solution.ModelStatus == OPTANO.Modeling.Optimization.Solver.ModelStatus.Feasible)
        {
            Console.WriteLine("Minimum result: " + solution.GetObjectiveValue("MinimumResult"));
            Console.WriteLine("\nWeights:");
            foreach (KeyValuePair<string, double> solvedValue in solution.VariableValues)
            {
                Console.WriteLine(solvedValue);
            }
        }
    }
}

如果我从 GetResult() 方法返回双精度值，则会出现类型冲突，因为 AddObjective() 需要一个 Objective，而 Objective 本身需要一个表达式。但是，Expression.Sum() 接受一个列表并返回一个表达式，这就是为什么我向它传递一个单长度列表，然后将其依次传递给一个新的目标。

无论我做什么，它总是将方差最小化为 0 并返回变量（其中有 5 个），其中一个等于 1，其余为 0。我知道 Excel Solver 的实际结果应该是什么（只有其中两个应该）为零，方差应为 0.032）。

所以问题是，如何让求解器最小化 GetResult() 方法的结果？

Answer 1

一些注意事项：我不了解 Optano 框架，也不了解 C#，但我熟悉您正在使用的求解器。我认为您对模型的构造有误解......

求解器需要一个可以计算任意次数的表达式。它无法访问您神奇的 GetResult 函数。 Optano 只是构建一个表达式，求解器可以在内部计算任意次数，因此不可能在函数中执行一些任意复杂的数学运算并返回一个数字，并将该数字作为目标值传递。

因此，您需要在 Optano 框架中构建一个表达式并返回该表达式，这应该只是对模型中的变量和常量执行简单的数学运算...

也许有一种方法可以在之前打印您的模型你尝试解决它来验证你的表达是否良好？

Answer 2

“目标函数不是一个简单的公式，而是返回单个数字的方法中的一系列计算（在本例中是数据集的方差，但还有其他我需要解决的问题，需要方法）。”我希望您意识到 GLPK 仅适用于线性模型。