BB方法迭代格式,给出BB方法的python代码
时间: 2023-12-15 22:20:58 浏览: 66
BB方法是一种求解整数规划的分枝定界算法,其迭代格式如下:
1. 初始化问题,并将其添加到问题队列中
2. 从问题队列中选择一个问题进行求解
3. 对问题进行分枝,生成子问题,并将其添加到问题队列中
4. 对分枝后的子问题进行求解,并更新下界和最优解
5. 如果问题队列为空或者下界大于等于当前最优解,则停止迭代,输出当前最优解
以下是BB方法的Python代码实现:
```python
import numpy as np
class Problem:
def __init__(self, c, A, b, x):
self.c = c
self.A = A
self.b = b
self.x = x
self.z = np.dot(c, x)
self.lb = -np.inf
self.ub = np.inf
def branch(self, idx):
x1 = self.x.copy()
x1[idx] = 0
p1 = Problem(self.c, self.A, self.b, x1)
x2 = self.x.copy()
x2[idx] = 1
p2 = Problem(self.c, self.A, self.b, x2)
return [p1, p2]
def bb(c, A, b):
n = c.shape[0]
x = np.zeros(n)
root = Problem(c, A, b, x)
queue = [root]
opt = None
while len(queue) > 0:
problem = queue.pop(0)
if problem.z <= problem.lb:
continue
if problem.z < problem.ub:
idx = np.argmax(np.abs(problem.c))
subproblems = problem.branch(idx)
for subproblem in subproblems:
subproblem.lb = problem.lb
subproblem.ub = problem.ub
if np.all(np.dot(subproblem.A, subproblem.x) <= subproblem.b):
subproblem.z = np.dot(subproblem.c, subproblem.x)
if subproblem.z > problem.lb:
problem.lb = subproblem.z
if subproblem.z < problem.ub:
queue.append(subproblem)
problem.ub = subproblem.z
opt = subproblem
return opt.x, opt.z
```
其中,`Problem`类表示一个整数规划问题,包括目标函数系数`c`,约束矩阵`A`,约束右边向量`b`,当前解`x`,当前最优目标函数值`z`,以及下界和上界。`bb`函数是BB方法的主函数,其中`queue`表示问题队列,`opt`表示最优解。在函数中,首先初始化根节点,然后将其添加到问题队列中。在每一次迭代中,从问题队列中选择一个问题进行求解,并对其进行分枝,生成子问题,并将其添加到问题队列中。对分枝后的子问题进行求解,并更新下界和最优解。如果问题队列为空或者下界大于等于当前最优解,则停止迭代,输出当前最优解。
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