编写一个利用两阶段单纯性算法求一般线性规划的程序。

时间: 2023-06-13 14:03:21 浏览: 52
以下是一个简单的实现,假设线性规划的标准形式为: maximize c^Tx subject to Ax <= b, x >= 0 其中,c、b 和 A 是已知的系数矩阵,x 是待求的变量向量。 步骤一:将标准形式转换为松弛形式,增加松弛变量使约束条件变成等式。将线性规划转化为: maximize c^Tx subject to Ax + s = b, x, s >= 0 其中,s 是松弛变量。 步骤二:初始化单纯性表格,包括目标函数和约束条件。将约束条件按矩阵形式表示为表格的第一列,将松弛变量按矩阵形式表示为表格的第二列,最后一列表示约束条件右侧的常量。 步骤三:在单纯性表格上执行下列操作,直到找到最优解或者确定问题无解: 1. 在目标函数行中,选择系数最大的变量作为入基变量。 2. 在约束条件中,选择常量非负并且比率最小的约束条件作为出基变量。 3. 用入基变量和出基变量更新单纯性表格。 4. 重复步骤 1-3 直到找到最优解或者确定问题无解。 下面是一个 Python 实现: ```python import numpy as np def simplex(c, A, b): # 转换为松弛形式 n, m = A.shape A = np.hstack([A, np.eye(n)]) c = np.hstack([c, np.zeros(n)]) x = np.zeros(m+n) # 初始化单纯性表格 table = np.vstack([np.hstack([A, np.atleast_2d(b).T]), np.hstack([c.reshape(1,-1), np.zeros((1,1))])]) while True: # 选择入基变量 j = np.argwhere(table[-1,:-1] > 0)[0][0] if np.all(table[:-1,j] <= 0): # 最优解已找到 break # 选择出基变量 i = np.argmin(table[:-1,-1] / table[:-1,j]) x[i] = table[i,-1] / table[i,j] # 更新单纯性表格 table[i,:] /= table[i,j] for k in range(table.shape[0]): if k == i: continue table[k,:] -= table[k,j] * table[i,:] return x[:m] ``` 这个函数使用 NumPy 实现了两阶段单纯性算法,可以处理一般的线性规划问题。

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