帕累托最优化 - 非支配点

时间:2014-08-30 18:25:37

标签: r mathematical-optimization

我写了一个算法,它返回一个类似于nsga2返回的列表。 (包“mco”(pdf))

的nsga2

算法本身无法识别一个点是否是非支配的。它返回的一些点是主导的,它只包含点及其值,而不是nsga2返回的逻辑向量。

我试图获得非支配点(而非他们的价值观)。

使用nsga2的结果,您可以使用paretoSet()来获取值,但这取决于在nsga2期间已预先计算逻辑向量。

我还查看了“mco”的paretoFront()/ paretoFilter()和“emoa”(pdf)包的nondominated_points(),但是他们只使用值,没有办法得到分。

解决这个问题的一种方法是接受这些值,然后为每个值通过这些点,查看它是否具有该值,如果是,则将其添加到列表中。但我认为必须存在一个返回点的函数。

要重现这一点,您可以使用:

res = nsga2(func, 3, 2, lower.bounds=rep(0, 5), upper.bounds=rep(1, 5))
res$pareto.optimal = NULL
points = paretoSet(res) # points will be empty because res does 
                        # not have the logic vector

2 个答案:

答案 0 :(得分:2)

这是一个迟到的答案,但它可能对将来的访问者有用。

在使用不同的输入数据更仔细地测试您的答案代码后,我意识到在某些情况下它可能效果不佳。

看看这个例子。输入数据为here

使用您的代码的结果(改编):

urlfile<-'https://raw.githubusercontent.com/allanvc/pareto_non_dominated_points-test/master/data_example.txt'
dt<-read.table(urlfile, header=TRUE)

from = 1:nrow(dt)
d <- as.data.frame(cbind(dt, from))
D = d[order(d$x, d$y), ]
nondom = D[which(!duplicated(cummin(d$y))), ]

plot(d[,c(1,2)])
points(nondom, col='red')

non-dominated points wrong

我们可以清楚地看到您的算法无法正确找到非支配点。左下角(靠近原点)的紫色点就是其中之一。

在寻求替代方案和快速解决方案之后,我找到了两个完成这项工作的软件包:&#34; ecr&#34;和#34; emoa&#34;。实际上,emoa将ecr加载到内部。

与ecr:

# ecr alternative:
library(ecr)
nondom_ecr <- dt[which.nondominated(t(dt)),]

plot(dt)
points(nondom_ecr, col='red')

non-dominated points ecr

与emoa:

library(emoa)
nondom_emoa <- nondominated_points(t(as.matrix(dt)))

plot(dt)
points(t(nondom_emoa), col='green')

non-dominated points emoa

注意:

在这两种情况下,我们都必须将我们的数据矩阵作为长格式&#34;功能。所以我们简单地用t()转置它。

您可以在以下网址找到有关这些套餐的更多信息:

  1. https://www.rdocumentation.org/packages/ecr/versions/2.1.0/

  2. http://r.adu.org.za/web/packages/emoa/emoa.pdf

  3. 会话信息:

    R version 3.4.4 (2018-03-15)
    Platform: x86_64-pc-linux-gnu (64-bit)
    Running under: Linux Mint 18.3
    
    Matrix products: default
    BLAS: /usr/lib/libblas/libblas.so.3.6.0
    LAPACK: /usr/lib/lapack/liblapack.so.3.6.0
    
    locale:
     [1] LC_CTYPE=en_US.UTF-8       LC_NUMERIC=C               LC_TIME=en_US.UTF-8        LC_COLLATE=en_US.UTF-8    
     [5] LC_MONETARY=pt_BR.UTF-8    LC_MESSAGES=en_US.UTF-8    LC_PAPER=pt_BR.UTF-8       LC_NAME=C                 
     [9] LC_ADDRESS=C               LC_TELEPHONE=C             LC_MEASUREMENT=pt_BR.UTF-8 LC_IDENTIFICATION=C       
    
    attached base packages:
    [1] stats     graphics  grDevices utils     datasets  methods   base     
    
    other attached packages:
     [1] emoa_0.5-0          ecr_2.1.0           smoof_1.5.1         checkmate_1.8.5     ParamHelpers_1.10   BBmisc_1.11        
     [7] magrittr_1.5        ggplot2_2.2.1       RcppMLPACK_1.0.10-6 Rcpp_0.12.16       
    
    loaded via a namespace (and not attached):
     [1] parallelMap_1.3     pillar_1.1.0        compiler_3.4.4      RColorBrewer_1.1-2  plyr_1.8.4          bindr_0.1          
     [7] tools_3.4.4         digest_0.6.14       viridisLite_0.2.0   jsonlite_1.5        tibble_1.4.2        gtable_0.2.0       
    [13] pkgconfig_2.0.1     rlang_0.1.6         parallel_3.4.4      yaml_2.1.16         bindrcpp_0.2        stringr_1.2.0      
    [19] dplyr_0.7.4         httr_1.3.1          htmlwidgets_1.0     plot3D_1.1.1        grid_3.4.4          glue_1.2.0         
    [25] data.table_1.10.4-3 R6_2.2.2            plotly_4.7.1        mco_1.0-15.1        RJSONIO_1.3-0       reshape2_1.4.3     
    [31] tidyr_0.7.2         purrr_0.2.4         backports_1.1.2     scales_0.5.0        htmltools_0.3.6     assertthat_0.2.0   
    [37] misc3d_0.8-4        colorspace_1.3-2    labeling_0.3        stringi_1.1.6       lazyeval_0.2.1      munsell_0.4.3
    

答案 1 :(得分:1)

自己找到答案。 (没有人回答超过2天似乎有点动机)

对于可视化,此示例显示了在实现非支配计算时如何保留点的颜色,显然您也可以将搜索空间坐标存储在多个列中。 (注意:这个例子专门针对2个目标,但可以推广)

x = runif(20)
y = runif(20)
from = 1:20
d = data.frame(x, y, from)
d
D = d[order(d$x, d$y), ]
nondom = D[which(!duplicated(cummin(D$y))), ]
nondom
plot(d[,1:2], col=d$from, xlim=c(0,1), ylim=c(0,1))
plot(nondom[,1:2], col=nondom$from, xlim=c(0,1), ylim=c(0,1))