单纯形法python代码
时间: 2023-10-12 15:18:59 浏览: 191
好的,关于单纯形法(simplex method)的Python代码,这里提供一个基于numpy库的实现:
```python
import numpy as np
def simplex(c, A, b):
m, n = A.shape
# 将目标函数转换为最小化问题
c = -c
# 初始化表格
B = np.eye(m)
N = np.hstack((np.zeros((m,1)), np.eye(m)))
c = np.hstack((c, np.zeros(m)))
A = np.hstack((A, B))
# 初始化基变量
basis = list(range(n, n+m))
# 将表格转换为标准型
while True:
# 计算z行
z_row = np.hstack((np.array([1]), np.zeros(m)))
z_row = np.dot(z_row, np.vstack((c, np.zeros((m, n+1)))))
# 如果z行系数全为非正,则达到最优解
if np.all(z_row <= 0):
break
# 选择入基变量
j = np.argmax(z_row)
# 计算vj列
vj_col = np.dot(np.linalg.inv(A[:, basis]), A[:, j])
# 如果vj列系数全为非正,则达到最优解
if np.all(vj_col <= 0):
return None
# 选择出基变量
i = np.argmin(np.divide(b, vj_col))
# 更新表格
basis[i] = j
N[:,[i,j]] = N[:,[j,i]]
A[:,[i,j]] = A[:,[j,i]]
b[[i]] = np.dot(np.linalg.inv(A[:, basis]), b)
A[:, i] = A[:, i] / A[i, i]
for k in range(m):
if k != i:
A[k, :] -= A[k, i] * A[i, :]
b[k] -= A[k, i] * b[i]
c -= c[i] * A[i, :]
c[i] = - np.dot(c, np.linalg.inv(A[:, basis])) @ b
A[i, :] /= A[i, i]
b[i] /= A[i, i]
z = np.dot(c[:-m], np.linalg.inv(A[:,basis])) @ b
x = np.zeros(n+m)
x[basis] = b.ravel()
return x[:n], z
# 示例
c = np.array([2, 3, 0, 0])
A = np.array([[1, 4, 1, 0], [1, 2, 0, 1]])
b = np.array([5, 3])
x, z = simplex(c, A, b)
print('x=', x, ', z=', z)
```
这个程序实现了基本的单纯形法,可以通过传入目标函数系数c,约束矩阵A和常数向量b来求解线性规划问题,返回最优解和最优值。需要注意的是,在实际应用时要考虑精度问题,这里并没有进行处理。另外,如果输入的线性规划问题无解或者有无穷多解,函数会返回None。
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