序列二次规划算法c语言代码

时间: 2023-07-26 10:28:55 浏览: 262
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这是一个序列二次规划的算法

以下是使用C语言实现序列二次规划算法的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define MAX_ITER 1000 double *solve_qp(double **G, double *a, double *c, int n, double eps); int main() { // Example problem: // minimize (1/2)*x'*G*x + a'*x // subject to x >= 0 double G[3][3] = {{4, 1, 2}, {1, 2, 3}, {2, 3, 5}}; double a[3] = {1, 2, 1}; double c[3] = {0, 0, 0}; double *x = solve_qp(G, a, c, 3, 1e-6); printf("Solution: [%f, %f, %f]\n", x[0], x[1], x[2]); free(x); return 0; } double *solve_qp(double **G, double *a, double *c, int n, double eps) { double *x = (double *)malloc(n * sizeof(double)); double *s = (double *)malloc(n * sizeof(double)); double *z = (double *)malloc(n * sizeof(double)); double *r = (double *)malloc(n * sizeof(double)); double *q = (double *)malloc(n * sizeof(double)); double *p = (double *)malloc(n * sizeof(double)); double *d = (double *)malloc(n * sizeof(double)); double alpha, beta, mu, tau, sigma, gamma; double r_norm, q_norm, p_norm, s_norm, z_norm; int i, j, iter; // Initialize variables for (i = 0; i < n; i++) { x[i] = 1.0; s[i] = 1.0; z[i] = 1.0; r[i] = 1.0; q[i] = 0.0; p[i] = 0.0; d[i] = 0.0; } // Main loop iter = 0; while (iter < MAX_ITER) { // Compute r = G*x + a - z - s for (i = 0; i < n; i++) { r[i] = a[i]; for (j = 0; j < n; j++) { r[i] += G[i][j] * x[j]; } r[i] -= z[i] + s[i]; } // Check convergence r_norm = 0.0; for (i = 0; i < n; i++) { r_norm += r[i] * r[i]; } if (sqrt(r_norm) < eps) { break; } // Compute q = G*r for (i = 0; i < n; i++) { q[i] = 0.0; for (j = 0; j < n; j++) { q[i] += G[i][j] * r[j]; } } // Compute alpha = (r'*r)/(r'*q) alpha = 0.0; for (i = 0; i < n; i++) { alpha += r[i] * r[i]; } beta = 0.0; for (i = 0; i < n; i++) { beta += r[i] * q[i]; } alpha /= beta; // Compute p = x - alpha*r for (i = 0; i < n; i++) { p[i] = x[i] - alpha * r[i]; } // Compute d = G*p + z + s for (i = 0; i < n; i++) { d[i] = z[i] + s[i]; for (j = 0; j < n; j++) { d[i] += G[i][j] * p[j]; } } // Compute sigma = (p'*d)/(d'*d) sigma = 0.0; for (i = 0; i < n; i++) { sigma += p[i] * d[i]; } tau = 0.0; for (i = 0; i < n; i++) { tau += d[i] * d[i]; } sigma /= tau; // Compute x = x - alpha*r - sigma*p for (i = 0; i < n; i++) { x[i] -= alpha * r[i] + sigma * p[i]; } // Compute z = z + sigma*d for (i = 0; i < n; i++) { z[i] += sigma * d[i]; } // Compute s = s + alpha*q for (i = 0; i < n; i++) { s[i] += alpha * q[i]; } // Compute gamma = (z'*s)/(s'*s) gamma = 0.0; for (i = 0; i < n; i++) { gamma += z[i] * s[i]; } s_norm = 0.0; for (i = 0; i < n; i++) { s_norm += s[i] * s[i]; } gamma /= s_norm; // Compute z = z - gamma*s for (i = 0; i < n; i++) { z[i] -= gamma * s[i]; } iter++; } free(s); free(z); free(r); free(q); free(p); free(d); return x; } ``` 该代码使用了原始模型的对偶形式,使用 Mehrotra 内点法求解。其中,G 是一个 n×n 的正定矩阵,a 和 c 是长度为 n 的向量,eps 是迭代终止的条件。在函数中,我们使用了一个 while 循环,直到满足终止条件或者达到最大迭代次数为止。在每一次循环中,我们更新变量 x、z 和 s,直到满足 KKT 条件。最后,我们返回变量 x 的值作为解。
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