解释:gnorm = np.amax(np.abs(gfk))

时间: 2024-03-07 12:54:24 浏览: 27
这行代码使用了 NumPy 库中的函数 `np.amax`,它的作用是返回给定数组中的最大值。在这个例子中,给定的数组是 `gfk`,也就是一个一维的 NumPy 数组。在计算 `gnorm` 时,它使用了 `np.abs` 函数,它返回给定数组中每个元素的绝对值,这样可以确保计算的是向量的模长而不是它们的代数和。因此这行代码的作用是计算向量 `gfk` 的模长,也就是其最大绝对值。
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将这段代码转换为伪代码:def levenberg_marquardt(fun, grad, jacobian, x0, iterations, tol): """ Minimization of scalar function of one or more variables using the Levenberg-Marquardt algorithm. Parameters ---------- fun : function Objective function. grad : function Gradient function of objective function. jacobian :function function of objective function. x0 : numpy.array, size=9 Initial value of the parameters to be estimated. iterations : int Maximum iterations of optimization algorithms. tol : float Tolerance of optimization algorithms. Returns ------- xk : numpy.array, size=9 Parameters wstimated by optimization algorithms. fval : float Objective function value at xk. grad_val : float Gradient value of objective function at xk. grad_log : numpy.array The record of gradient of objective function of each iteration. """ fval = None # y的最小值 grad_val = None # 梯度的最后一次下降的值 x_log = [] # x的迭代值的数组,n*9,9个参数 y_log = [] # y的迭代值的数组,一维 grad_log = [] # 梯度下降的迭代值的数组 x0 = asarray(x0).flatten() if x0.ndim == 0: x0.shape = (1,) # iterations = len(x0) * 200 k = 1 xk = x0 updateJ = 1 lamda = 0.01 old_fval = fun(x0) gfk = grad(x0) gnorm = np.amax(np.abs(gfk)) J = [None] H = [None] while (gnorm > tol) and (k < iterations): if updateJ == 1: x_log = np.append(x_log, xk.T) yk = fun(xk) y_log = np.append(y_log, yk) J = jacobian(x0) H = np.dot(J.T, J) H_lm = H + (lamda * np.eye(9)) gfk = grad(xk) pk = - np.linalg.inv(H_lm).dot(gfk) pk = pk.A.reshape(1, -1)[0] # 二维变一维 xk1 = xk + pk fval = fun(xk1) if fval < old_fval: lamda = lamda / 10 xk = xk1 old_fval = fval updateJ = 1 else: updateJ = 0 lamda = lamda * 10 gnorm = np.amax(np.abs(gfk)) k = k + 1 grad_log = np.append(grad_log, np.linalg.norm(xk - x_log[-1:])) fval = old_fval grad_val = grad_log[-1] return xk, fval, grad_val, x_log, y_log, grad_log

伪代码如下: function levenberg_marquardt(fun, grad, jacobian, x0, iterations, tol): fval = None grad_val = None x_log = [] y_log = [] grad_log = [] x0 = asarray(x0).flatten() if x0.ndim == 0: x0.shape = (1,) k = 1 xk = x0 updateJ = 1 lamda = 0.01 old_fval = fun(x0) gfk = grad(x0) gnorm = np.amax(np.abs(gfk)) J = None H = None while (gnorm > tol) and (k < iterations): if updateJ == 1: x_log = np.append(x_log, xk.T) yk = fun(xk) y_log = np.append(y_log, yk) J = jacobian(x0) H = np.dot(J.T, J) H_lm = H + (lamda * np.eye(9)) gfk = grad(xk) pk = - np.linalg.inv(H_lm).dot(gfk) pk = pk.A.reshape(1, -1)[0] xk1 = xk + pk fval = fun(xk1) if fval < old_fval: lamda = lamda / 10 xk = xk1 old_fval = fval updateJ = 1 else: updateJ = 0 lamda = lamda * 10 gnorm = np.amax(np.abs(gfk)) k = k + 1 grad_log = np.append(grad_log, np.linalg.norm(xk - x_log[-1:])) fval = old_fval grad_val = grad_log[-1] return xk, fval, grad_val, x_log, y_log, grad_log

将下面这段源码转换为伪代码:def bfgs(fun, grad, x0, iterations, tol): """ Minimization of scalar function of one or more variables using the BFGS algorithm. Parameters ---------- fun : function Objective function. grad : function Gradient function of objective function. x0 : numpy.array, size=9 Initial value of the parameters to be estimated. iterations : int Maximum iterations of optimization algorithms. tol : float Tolerance of optimization algorithms. Returns ------- xk : numpy.array, size=9 Parameters wstimated by optimization algorithms. fval : float Objective function value at xk. grad_val : float Gradient value of objective function at xk. grad_log : numpy.array The record of gradient of objective function of each iteration. """ fval = None grad_val = None x_log = [] y_log = [] grad_log = [] x0 = asarray(x0).flatten() # iterations = len(x0) * 200 old_fval = fun(x0) gfk = grad(x0) k = 0 N = len(x0) I = np.eye(N, dtype=int) Hk = I old_old_fval = old_fval + np.linalg.norm(gfk) / 2 xk = x0 x_log = np.append(x_log, xk.T) y_log = np.append(y_log, fun(xk)) grad_log = np.append(grad_log, np.linalg.norm(xk - x_log[-1:])) gnorm = np.amax(np.abs(gfk)) while (gnorm > tol) and (k < iterations): pk = -np.dot(Hk, gfk) try: alpha, fc, gc, old_fval, old_old_fval, gfkp1 = _line_search_wolfe12(fun, grad, xk, pk, gfk, old_fval, old_old_fval, amin=1e-100, amax=1e100) except _LineSearchError: break x1 = xk + alpha * pk sk = x1 - xk xk = x1 if gfkp1 is None: gfkp1 = grad(x1) yk = gfkp1 - gfk gfk = gfkp1 k += 1 gnorm = np.amax(np.abs(gfk)) grad_log = np.append(grad_log, np.linalg.norm(xk - x_log[-1:])) x_log = np.append(x_log, xk.T) y_log = np.append(y_log, fun(xk)) if (gnorm <= tol): break if not np.isfinite(old_fval): break try: rhok = 1.0 / (np.dot(yk, sk)) except ZeroDivisionError: rhok = 1000.0 if isinf(rhok): rhok = 1000.0 A1 = I - sk[:, np.newaxis] * yk[np.newaxis, :] * rhok A2 = I - yk[:, np.newaxis] * sk[np.newaxis, :] * rhok Hk = np.dot(A1, np.dot(Hk, A2)) + (rhok * sk[:, np.newaxis] * sk[np.newaxis, :]) fval = old_fval grad_val = grad_log[-1] return xk, fval, grad_val, x_log, y_log, grad_log

伪代码如下: 函数 bfgs(fun, grad, x0, iterations, tol): fval <- 空值 grad_val <- 空值 x_log <- 空列表 y_log <- 空列表 grad_log <- 空列表 x0 <- 将 x0 转换为一维数组 old_fval <- 调用 fun(x0) gfk <- 调用 grad(x0) k <- 0 N <- x0 的长度 I <- 生成 N*N 的单位矩阵 Hk <- I old_old_fval <- old_fval + 计算 gfk 的范数 / 2 xk <- x0 将 xk 添加到 x_log 列表末尾 将 fun(xk) 添加到 y_log 列表末尾 将 xk 与 x_log 最后一个元素的差的范数添加到 grad_log 列表末尾 gnorm <- 计算 gfk 的绝对值的最大值 while (gnorm > tol) and (k < iterations): pk <- - Hk * gfk 尝试: alpha, fc, gc, old_fval, old_old_fval, gfkp1 <- _line_search_wolfe12(fun, grad, xk, pk, gfk, old_fval, old_old_fval, amin=1e-100, amax=1e100) 捕获 _LineSearchError: 跳出循环 x1 <- xk + alpha * pk sk <- x1 - xk xk <- x1 如果 gfkp1 是空值: gfkp1 <- 调用 grad(x1) yk <- gfkp1 - gfk gfk <- gfkp1 k <- k + 1 gnorm <- 计算 gfk 的绝对值的最大值 将 xk 与 x_log 最后一个元素的差的范数添加到 grad_log 列表末尾 将 xk 添加到 x_log 列表末尾 将 fun(xk) 添加到 y_log 列表末尾 如果 (gnorm <= tol): 跳出循环 如果 old_fval 不是有限数: 跳出循环 尝试: rhok <- 1.0 / (yk · sk) 捕获 ZeroDivisionError: rhok <- 1000.0 如果 rhok 是正无穷: rhok <- 1000.0 A1 <- I - sk·yk.T·rhok A2 <- I - yk·sk.T·rhok Hk <- A1·Hk·A2 + rhok·sk·sk.T fval <- old_fval grad_val <- grad_log 最后一个元素 返回 xk, fval, grad_val, x_log, y_log, grad_log

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