在 GUROBI 的 C API 中添加约束需要太长时间

Question

我的模型有 113000 个约束和 127940 个变量（28400 个连续变量和 99540 个整数）。问题是只写约束花费的时间太长（大约 108 秒）。解决它需要 32 秒。我打算解决比这更大的问题，而且所需的时间增长得非常快。我认为这不应该花这么长时间。有没有办法在 C API 中更快地添加约束？我正在使用 GRBaddconstr，它会一个一个地添加约束。在 GUROBI 中还有另一个函数，它由 bathces 执行此操作，即 GRBaddconstrs，但在文档中它说实际上没有太大的性能差异。另外，使用 GRBaddconstrs 是相当困难的。

我正在为 GUROBI 8.1.0 使用 C API。例如，一个约束集的写入时间超过 50 秒。当我仅删除使用 GRBaddconstr 添加约束的行时，运行相同的循环（99400 次迭代）只需不到一秒的时间。我的模型太大，无法附加在这里，而且很复杂，但我添加了我提到的循环，以防它可能有帮助。

//LOGICAL
                            time ( &rawtime );
                            timeinfo = localtime ( &rawtime );
                            printf("LOGICAL %d:%d:%d\n", timeinfo->tm_hour,timeinfo->tm_min,timeinfo->tm_sec);

                            int c=0;
                            int tmp,tmp2,tmp3;
                            int tmp_sabit;
                            int week_start=wk*T;
                            int week_end=(wk+1)*T;
                            for(int i=0;i<orders_length;i++){
                                for(int t = week_start; t < week_end; t++){
                                    tmp_sabit=i*(T*no_scenarios)+(t-week_start)*no_scenarios+B_threshold;
                                    tmp2=(t-week_start)*no_of_terminals+booking[orders[i]].o;
                                    tmp3=(t-week_start+1)*no_of_terminals+booking[orders[i]].d;
                                    for(int w=0;w<no_scenarios;w++){
                                        tmp=tmp_sabit+w;
                                        val[tmp]=1;
                                        if(booking[orders[i]].o>0){

                                            val[tmp2]=-1;
                                            }
                                        else if(t+1<week_end)
                                            {                                   
                                            val[tmp3]=-1;
                                            }
                                        error = GRBaddconstr(model, no_variable, ind, val, GRB_LESS_EQUAL, 0, "LOGICAL");
                                        c++;
                                        //Initialise val to 0
                                        val[tmp]=0;
                                        if(booking[orders[i]].o>0){

                                            val[tmp2]=0;
                                            }
                                        else if(t+1<week_end)
                                            {
                                            val[tmp3]=0;
                                            }
                                        //for(int j = 0; j < no_variable; j++){val[j] = 0;}
                                        }
                                    }
                                }
                            error = GRBupdatemodel(model);

Answer 1

我认为问题在于您为 Gurobi 提供了约束的密集版本，而不是稀疏表示。考虑以下约束：

error = GRBaddconstr(model, no_variable, ind, val, GRB_LESS_EQUAL, 0, "LOGICAL");

此处，no_variable 等于 127940。因此，每次调用 GRBaddconstr 时，您都会将 所有 127940 个变量 的系数值传递给 Gurobi，尽管事实上，此约束中最多两个变量将具有非零系数值。如果你对每个约束都这样做，这会消耗很多时间。为了提高效率，您应该只传递具有非零系数的变量的 Gurobi index/value 信息。查看 documentation for GRBaddconstr 了解更多详情。

这可以通过一些小的代码更改来解决。在 for 循环之外，定义两个长度为 2 的数组，用于存储特定 "logical" 约束中具有非零系数的变量的索引和值：

lInd = (int *) malloc(sizeof(int) * 2);
lVal = (double *) malloc(sizeof(double) * 2);

然后，在最里面的 for 循环中，在添加每个约束之前适当地设置这些索引和值：

lInd[0] = tmp_sabit + w;
lVal[0] = 1;

if (booking[orders[i]].o > 0) {
    lInd[1] = tmp2;
    lVal[1] = -1;
}
else if (t+1 < week_end) {                                   
    lInd[1] = tmp3;
    lVal[1] = -1;
}
else {
    lVal[1] = 0;
}

error = GRBaddconstr(model, 2, lInd, lVal, GRB_LESS_EQUAL, 0, NULL);

最后，请注意约束应具有唯一的名称。如果约束有重名，您可能会运行在尝试按名称、read/write 模型文件等访问约束时出现意外行为。

在 GUROBI 的 C API 中添加约束需要太长时间

adding constraints in C API of GUROBI takes too long

c

constraints

gurobi