如何在 java apache 数学中使用 SimplexSolver 或 SimplexOptimizer？

Question

我正在尝试使用 apache commons 数学库版本 3.5+ 来解决优化问题。基本上，我试图将（伽玛）分布拟合到某些数据点。我似乎找不到任何简单的例子来说明如何使用新的（3.5 版）优化工具，例如 SimplexSolver、SimplexOptimizer 或 OptimizationData，来解决一个微不足道的优化问题。

以前在这里问过类似的问题，但所有答案似乎都是针对旧版本的 apache 数学的 - 在 3.5 中，我可以找到示例代码的结构和 none。

有没有人有如何使用新的优化器或求解器的工作示例？我对 SimplexOptimizer 最感兴趣，但此时任何东西都会有用。

Answer 1

实际上，优化器可能很难使用：很多参数，不同类型的优化器需要不同的组合，并且它们都隐藏在它们接收的通用 OptimizationData 数组中。除非你开始将代码与他们引用的论文进行匹配，否则你几乎无法从中得到任何结果。

我也想偶尔使用其中的一些solvers/optimizers，对我来说可靠、有效的“"examples"”的主要来源原来是单元测试 个类，通常非常详尽，涵盖了很多案例。例如，关于 SimplexOptimizer，您可能想看看 org/apache/commons/math4/optim/nonlinear/scalar/noderiv/ 测试用例，其中包含测试类 SimplexOptimizerMultiDirectionalTest.java 和 SimplexOptimizerNelderMeadTest.java.

_{（抱歉，也许这不是您所期望或希望的，但是......当我试图找出 OptimizationData 这些优化器实际需要哪些时，我发现这些测试非常有用...)}

EDIT

仅供参考，完整示例，摘自基本单元测试之一：

import java.util.Arrays;

import org.apache.commons.math3.analysis.MultivariateFunction;
import org.apache.commons.math3.optim.InitialGuess;
import org.apache.commons.math3.optim.MaxEval;
import org.apache.commons.math3.optim.PointValuePair;
import org.apache.commons.math3.optim.nonlinear.scalar.GoalType;
import org.apache.commons.math3.optim.nonlinear.scalar.ObjectiveFunction;
import org.apache.commons.math3.optim.nonlinear.scalar.noderiv.NelderMeadSimplex;
import org.apache.commons.math3.optim.nonlinear.scalar.noderiv.SimplexOptimizer;
import org.apache.commons.math3.util.FastMath;

public class SimplexOptimizerExample
{
    public static void main(String[] args)
    {
        SimplexOptimizer optimizer = new SimplexOptimizer(1e-10, 1e-30);
        final FourExtrema fourExtrema = new FourExtrema();

        final PointValuePair optimum =
            optimizer.optimize(
                new MaxEval(100), 
                new ObjectiveFunction(fourExtrema), 
                GoalType.MINIMIZE, 
                new InitialGuess(new double[]{ -3, 0 }), 
                new NelderMeadSimplex(new double[]{ 0.2, 0.2 }));

        System.out.println(Arrays.toString(optimum.getPoint()) + " : "
            + optimum.getSecond());
    }

    private static class FourExtrema implements MultivariateFunction
    {
        // The following function has 4 local extrema.
        final double xM = -3.841947088256863675365;
        final double yM = -1.391745200270734924416;
        final double xP = 0.2286682237349059125691;
        final double yP = -yM;
        final double valueXmYm = 0.2373295333134216789769; // Local maximum.
        final double valueXmYp = -valueXmYm; // Local minimum.
        final double valueXpYm = -0.7290400707055187115322; // Global minimum.
        final double valueXpYp = -valueXpYm; // Global maximum.

        public double value(double[] variables)
        {
            final double x = variables[0];
            final double y = variables[1];
            return (x == 0 || y == 0) ? 0 : FastMath.atan(x)
                * FastMath.atan(x + 2) * FastMath.atan(y) * FastMath.atan(y)
                / (x * y);
        }
    }
}

如何在 java apache 数学中使用 SimplexSolver 或 SimplexOptimizer？

How to use SimplexSolver or SimplexOptimizer in java apache math?

java

math

optimization

apache-commons-math