Question

我正在尝试使用Apache Commons提供的java优化库来解决受约束的非线性267维优化问题。

经过3天的破译，这就是我所拥有的：

public class optimize2 {

public static void main(String []args){

    double[] point = {1.,2.};
    double[] cost = {3., 2.};
    MultivariateFunction function = new MultivariateFunction() {
            public double value(double[] point) {
                    double x = point[0];
                    double y = point[1];
                    return x * y;
            }
    };


    MultivariateOptimizer optimize = new BOBYQAOptimizer(5);
    optimize.optimize(
            new MaxEval(200),
            GoalType.MAXIMIZE,
            new InitialGuess(point),
            new ObjectiveFunction(function),
            new LinearConstraint(cost, Relationship.EQ, 30));
}

}

无论出于何种原因，optimize.optimize（）都会抛出空指针错误。也许我只是愚蠢但我无法弄清楚如何让它发挥作用。

这是错误：

线程“main”java.lang.NullPointerException中的异常在org.apache.commons.math3.optim.nonlinear.scalar.noderiv.BOBYQAOptimizer.setup（BOBYQAOptimizer.java:2401）在org.apache.commons.math3.optim.nonlinear.scalar.noderiv.BOBYQAOptimizer.doOptimize（BOBYQAOptimizer.java:236）在org.apache.commons.math3.optim.nonlinear.scalar.noderiv.BOBYQAOptimizer.doOptimize（BOBYQAOptimizer.java:49）在org.apache.commons.math3.optim.BaseOptimizer.optimize（BaseOptimizer.java:143）在org.apache.commons.math3.optim.BaseMultivariateOptimizer.optimize（BaseMultivariateOptimizer.java:66）在org.apache.commons.math3.optim.nonlinear.scalar.MultivariateOptimizer.optimize（MultivariateOptimizer.java:64）在Test.Code.optimize2.main（optimize2.java:39）

Answer 1

直接查看BOBYQA code，实际上似乎问题是您没有明确定义任何变量边界。第2401行（setup方法）内容如下：

boundDifference[i] = upperBound[i] - lowerBound[i];

在doOptimze方法中，在调用setup之前，使用以下方法设置边界：

final double[] lowerBound = getLowerBound();
final double[] upperBound = getUpperBound();

这些方法在BaseMultivariateOptimizer中定义如下：

public double[] getLowerBound() {
    return lowerBound == null ? null : lowerBound.clone();
}

（类似于getUpperBound()）。但只有lowerBound调用中的优化数据包含边界信息时，才会设置 BaseMultivariateOptimizer 中的upperBound和optimize。如果未在optimize的调用中设置边界，则应收到NullPointerException。

查看BOBYQA test code，如果您将以下参数添加到optimize调用中，它似乎就足够了：

SimpleBounds.unbounded(point.length)

话虽如此，我也认为您无法使用 Apache Commons Math 中的任何非线性优化器完全解决您的问题，因为据我所知，这些优化器都没有可以处理线性或非线性约束。我建议你看一下例如Michael Powell的 COBYLA2 算法。我已将此算法的原始FORTRAN代码迁移到Java，您可以找到代码here和here。

Apache Commons优化问题

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