具有潜力warnings/errors的R全局优化问题及tryCatch的使用

Question

简单地说，我有一个函数 f(x, t2)，我想找到 x 的值，使 f(x, t2) 相对于 t2 的积分最大化。我选择 pso 算法进行优化。可执行代码如下

library(pso)
xl=0; xu=2000; n=1; t2l=100; t2u=2000; t1=1
g<-function(x, t2) t1*x/(t2+x)
h<-function(z) 1/z^n
gdot<-function(x, t2){
  c(x/(t2+x),-t1*x/(t2+x)^2)
}
logdetHinv<-function(dp, dw, t2){
  gmat=mapply(function(x) gdot(x,t2),dp)
  D0=gmat%*%diag(dw)%*%t(gmat)
  D1=gmat%*%diag(1/h(g(dp,t2)))%*%diag(dw)%*%t(gmat)
  2*log(det(D1))-log(det(D0))
}
obj<-function(x){
  dp=x[1:2]; dw=c(x[3],1-x[3])
  fitness_value=-integrate(Vectorize(function(t2) logdetHinv(dp, dw, t2)*1/(t2u-t2l)), t2l, t2u)$value
  return(ifelse(dw[2]>0, fitness_value, fitness_value+1e3))
}

x <- psoptim(rep(1,3), fn = obj, lower = c(rep(xl,2),0.1), upper = c(rep(xu,2), 0.9))$par
x

由于全局优化涉及一些随机过程，有时会报告正确的结果

> x
[1] 2000.0000  754.4146    0.5000

其他时候报错

Error in integrate(Vectorize(function(t2) logdetHinv(dp, dw, t2) * 1/(t2u -  : 
  non-finite function value
In addition: There were 11 warnings (use warnings() to see them)
> warnings()
Warning messages:
1: In log(det(D1)) : NaNs produced
2: In log(det(D0)) : NaNs produced
3: In log(det(D1)) : NaNs produced
4: In log(det(D0)) : NaNs produced

我想该算法尝试记录 logdetHinv 中的一些负值，其中 returns NaN 带有警告消息，但还不是错误，最终导致 [= =20=].

我想避免这样的值，也许 tryCatch，如果函数 logdetHinv 中有警告，它 returns 一个非常小的值，但不是 NaN，所以不会导致integrate出错，而psoptim在最大化objective函数（最小化-integrate(logdetHinv)）时不太可能选择这样的值。在这种复杂的情况下，我不熟悉tryCatch。我应该把 tryCatch 放在哪里？谢谢。

此外，我想知道 R 中是否有一些调试技术可以让我知道在这种情况下是什么随机值 (D0/D1) 导致了错误。我猜它是对数中的某个负值，但它不应该，因为对数内部是正定矩阵的行列式。在回溯模式下，在浏览器中，如果我键入 D0，将找不到对象 'D0'。

Answer 1

在这种情况下，我不会使用 tryCatch，它在测试中通常比在您的主代码中更合适。为什么不简单地测试函数中的决定因素？类似的东西应该可以工作：

logdetHinv<-function(dp, dw, t2){
    gmat=mapply(function(x) gdot(x,t2),dp)
    D0=gmat%*%diag(dw)%*%t(gmat)
    D1=gmat%*%diag(1/h(g(dp,t2)))%*%diag(dw)%*%t(gmat)
    detD1 <- max(0.01, det(D1))
    detD0 <- max(0.01, det(D0)) 
    2*log(detD1)-log(detD0)
}

具有潜力warnings/errors的R全局优化问题及tryCatch的使用

R global optimization problem with potential warnings/errors and the use of tryCatch

debugging

optimization

r

try-catch