根据割平面法原理编写对应的Python代码,得到一个割平面法整数规划求解器
时间: 2023-08-04 19:07:16 浏览: 126
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割平面法是一种常用的整数规划算法,可以通过不断添加线性约束来逼近最优解。下面是一个基于 PuLP 库的 Python 代码示例,实现了割平面法整数规划求解器:
```python
from pulp import *
def cut_plane_solver(c, A, b, x0):
"""
割平面法求解整数规划:
minimize c'x
subject to Ax <= b, x in Z^n
"""
# 创建问题
prob = LpProblem("Cut-Plane Integer Programming Problem", LpMinimize)
# 定义变量
n = len(x0)
x = LpVariable.dicts("x", range(n), lowBound=0, cat='Integer')
# 添加初始线性约束
for i in range(len(A)):
lhs = lpSum([A[i][j] * x[j] for j in range(n)])
prob += lhs <= b[i]
# 添加目标函数
prob += lpSum([c[i] * x[i] for i in range(n)])
# 求解初始问题
status = prob.solve()
while True:
# 检查是否存在非整数解
is_integer = True
for i in range(n):
if abs(x[i].value() - round(x[i].value())) > 1e-6:
is_integer = False
break
if is_integer:
# 所有变量均为整数,返回最优解和最优值
return [int(x[i].value()) for i in range(n)], int(value(prob.objective))
# 寻找一个非整数解中最不满足约束的变量
max_violation = -1
k = -1
for i in range(n):
if abs(x[i].value() - round(x[i].value())) > 1e-6:
for j in range(len(A)):
lhs = lpSum([A[j][l] * x[l] for l in range(n)])
if lhs.value() - b[j] > max_violation:
max_violation = lhs.value() - b[j]
k = i
# 添加新的线性约束
lhs = lpSum([A[j][k] * x[k] for j in range(len(A))])
prob += lhs <= b[j]
# 求解新问题
status = prob.solve()
```
这个割平面法求解器接受一个整数规划问题的系数矩阵 $A$、右侧常数向量 $b$、目标函数系数向量 $c$ 和初始解 $x_0$,并返回最优解和最优值。注意,这个求解器可能会陷入无限循环,因此需要添加一些终止条件来避免这种情况的发生。
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