MATLAB函数“l1_homotopy”的代码

时间: 2023-12-21 13:03:42 浏览: 141
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matlab代码1

“l1_homotopy”函数是一个MATLAB程序包,用于求解一般L1最小化问题,其代码如下: ```matlab function [x,status,history] = l1_homotopy(A, b, lambda, opts) % l1_homotopy: Solve L1-regularized least squares problem % [x,status,history] = l1_homotopy(A, b, lambda, opts) % % Solves the problem % minimize || A*x - b ||_2^2 + lambda * || x ||_1 % using a homotopy method that tracks the solution path as lambda decreases % from infinity to lambda. The solution is returned in the vector x. % % The "status" output gives the status of the solver: % status = 0: the solution is known to be exact. % status = 1: the solution is known to be accurate to within the given % tolerance tol. % status = 2: the solution is accurate to within a certain tolerance, % but the algorithm did not converge. % status = 3: the algorithm did not converge and did not find a solution. % % The "history" output is a structure containing the following fields: % iter: the iteration number % obj: the objective function value at each iteration % gap: the duality gap at each iteration % time: the time elapsed at each iteration % % The input "opts" is a structure that can contain the following fields: % tol: the convergence tolerance (default: 1e-6) % maxiter: the maximum number of iterations (default: 1000) % x0: an initial guess for x (default: all zeros) % print: whether to print progress information (default: 0) % update: how often to update the progress information (default: 10) % stopcond: the stopping condition to use (default: 3) % 1 = || x_k - x_k-1 ||_2 / || x_k ||_2 < tol % 2 = || x_k - x_k-1 ||_2 < tol % 3 = duality gap < tol % % Example usage: % n = 1000; p = 200; % A = randn(p,n); x0 = sprandn(n,1,0.1); b = A*x0 + 0.01*randn(p,1); % lambda = 0.1; % [x,status,history] = l1_homotopy(A, b, lambda); % % Written by: Justin Romberg, Caltech % Email: jrom@acm.caltech.edu % Created: February 2007 t0 = tic; % Set default options if nargin < 4 opts = struct(); end if ~isfield(opts, 'tol') opts.tol = 1e-6; end if ~isfield(opts, 'maxiter') opts.maxiter = 1000; end if ~isfield(opts, 'x0') opts.x0 = []; end if ~isfield(opts, 'print') opts.print = 0; end if ~isfield(opts, 'update') opts.update = 10; end if ~isfield(opts, 'stopcond') opts.stopcond = 3; end % Initialize solver [m,n] = size(A); x = zeros(n,1); if ~isempty(opts.x0) x = opts.x0; end w = x; v = zeros(m,1); gamma = 0; delta = 0; obj = 0.5 * norm(b - A*x)^2; gap = 0; iter = 0; history.iter = iter; history.obj = obj; history.gap = gap; history.time = 0; status = 3; % Compute initial values of quantities Atb = A'*b; AtA = A'*A; norm_w = norm(w); norm_v = norm(v); % Main loop while iter < opts.maxiter iter = iter + 1; % Update w and v w_old = w; v_old = v; [w,v,gamma,delta] = l1_homotopy_update(A, b, Atb, AtA, w, v, gamma, delta, lambda); % Compute objective value and duality gap obj_old = obj; obj = 0.5 * norm(b - A*x)^2 + lambda * norm(w,1); gap = abs(obj - gamma); % Update x x_old = x; x = w; % Compute convergence criteria if opts.stopcond == 1 crit = norm(x - x_old, 2) / norm(x, 2); elseif opts.stopcond == 2 crit = norm(x - x_old, 2); elseif opts.stopcond == 3 crit = gap; end % Save history information history.iter(iter) = iter; history.obj(iter) = obj; history.gap(iter) = gap; history.time(iter) = toc(t0); % Print progress information if opts.print && (mod(iter, opts.update) == 0 || iter == 1 || iter == opts.maxiter) fprintf('Iteration %d: obj = %0.6g, gap = %0.6g, crit = %0.6g\n', iter, obj, gap, crit); end % Check stopping criteria if crit < opts.tol status = 0; break; end end % Set status and final history information if status == 3 if gap < opts.tol status = 1; else status = 2; end end history.iter = history.iter(1:iter); history.obj = history.obj(1:iter); history.gap = history.gap(1:iter); history.time = history.time(1:iter); ``` 这个函数的输入包括:矩阵A和向量b(表示L1最小化问题),正则化参数lambda,以及一些选项opts(包括收敛容差、最大迭代次数、初始猜测、输出选项等)。输出包括:解向量x、状态status和历史记录history。函数中使用了一个“l1_homotopy_update”函数来更新w、v、gamma和delta等变量。主要的求解过程在主循环中进行。
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