Дифференциальная эволюция Сципи с целыми числами

Question

Я пытаюсь запустить оптимизацию с scipy.optimize.differential_evolution. Код требует границ для каждой переменной в x. Но я хочу найти решение, где части x должны быть целыми числами, в то время как другие могут свободно варьироваться как числа с плавающей точкой. Соответствующая часть моего кода выглядит

    bounds = [(0,3),(0,3),(0,3),???,???]
    result = differential_evolution(func, bounds)

Чем я заменяю???, чтобы заставить эти переменные быть целыми в данном диапазоне?

Answer 1

Как отмечено в комментариях, нет прямой поддержки "целочисленного ограничения".

Однако вы можете минимизировать модифицированную целевую функцию, например:

def func1(x):
    return func(x) + K * (x[3] - round(x[3]))**2

и это заставит x[3] к целочисленному значению (к сожалению, вы должны настроить K параметр).

Альтернативой является округление (некоторые из) вещественных параметров перед оценкой целевой функции:

def func1(x):
    z = x;
    z[3] = round(z[3])
    return func(z)

Оба являются общими методами решения проблемы дискретной оптимизации с использованием дифференциальной эволюции, и они работают довольно хорошо.

Answer 2

Дифференциальная эволюция может поддерживать целочисленное ограничение, но текущая реализация scipy должна быть изменена.

Из исходного кода Scipy видно, что их DE основаны на Storn, R и Price, K, дифференциальной эволюции - простой и эффективной эвристике для глобальной оптимизации в непрерывных пространствах, Журнал глобальной оптимизации, 1997

Однако в этой области был достигнут прогресс, на который указывает этот обзорный документ. Последние достижения в области дифференциальной эволюции - обновленный обзор

Есть несколько статей, которые вносят изменения в алгоритм, чтобы он мог обрабатывать целые числа. У меня не было времени, чтобы посмотреть на все варианты, но, возможно, эта статья может помочь.

Усовершенствованный алгоритм дифференциальной эволюции для задач смешанного целочисленного программирования

Answer 3

Что мне заменить ???, чтобы заставить эти переменные быть целыми в заданном диапазоне?

wrapdiscэто пакет, который представляет собой тонкую оболочку, которая позволит вам оптимизировать ограниченные целочисленные переменные вместе с числами с плавающей запятой с различными оптимизаторы. В ридми есть пример использования. С ним вам вообще не нужно адаптировать свою целевую функцию. Он внутренне использует округление для поддержки целых чисел, хотя эта деталь скрыта от пользователя.