用Microsoft.Solver.Foundation进行线性规划，为WPF应用添加智能

Posted 2021-01-08 lonelyxmas

原文:用Microsoft.Solver.Foundation进行线性规划，为WPF应用添加智能

　　在管理信息系统的开发过程中，往往会涉及到一些线性规划数学模型，例如资源配置优化。微软的Microsoft.Solver.Foundation是一个数学库，可以很好的对线性规划问题进行求解。关于它的细节，可以自行百度，话不多说，以例题来学习如何用Microsoft.Solver.Foundation进行线性规划：

　　题目（来自网络），如下图：

　　

　　为了解决上述线性规划问题，先要下载并安装Microsoft.Solver.Foundation库，关于安装细节这里不赘述。

1、VS2012建立一个WPF应用程序WpfLPDemo(WinForm也是可以的），新建一个libs文件夹和images文件夹，并将Microsoft.Solver.Foundation.dll拷贝到libs（注意添加dll引用），如下图：

images下放的图片为题目截图。

2、编辑MainWindow.xaml文件，在设计界面上放一个Image展示例题截图、TextBlock用于显示优化结果、Button用于触发计算事件，代码如下：

 1 <Window x:Class="WpfLPDemo.MainWindow"
 2         xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
 3         xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
 4         Title="MainWindow" Height="424.03" Width="711.269">
 5     <Grid>
 6         <Image HorizontalAlignment="Left" Height="290" Margin="4,10,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="695" Source="images/1.png"  Stretch="Fill" />
 7         <TextBlock Name="answer" HorizontalAlignment="Left" Margin="33,352,0,0" TextWrapping="Wrap"  VerticalAlignment="Top"  Text="线性规划答案为:" FontFamily="Verdana" FontSize="14"  />
 8         <Button Content="计算" HorizontalAlignment="Left" Margin="604,305,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="75"  Click="Button_Click_calc"  FontSize="15" />
 9 
10     </Grid>
11 </Window>

3、编辑MainWindow.xaml.cs文件，注意添加using Microsoft.SolverFoundation.Services; using Microsoft.SolverFoundation.Solvers;代码如下（核心代码已经做了注释，可了解一下用法）：

 1 using System;
 2 using System.Collections.Generic;
 3 using System.Linq;
 4 using System.Text;
 5 using System.Threading.Tasks;
 6 using System.Windows;
 7 using System.Windows.Controls;
 8 using System.Windows.Data;
 9 using System.Windows.Documents;
10 using System.Windows.Input;
11 using System.Windows.Media;
12 using System.Windows.Media.Imaging;
13 using System.Windows.Navigation;
14 using System.Windows.Shapes;
15 using Microsoft.SolverFoundation;
16 namespace WpfLPDemo
17 {
18     using Microsoft.SolverFoundation.Services;
19     using Microsoft.SolverFoundation.Solvers;
20     /// <summary>
21     /// MainWindow.xaml 的交互逻辑
22     /// </summary>
23     public partial class MainWindow : Window
24     {
25         public MainWindow()
26         {
27             InitializeComponent();         
28         }
29         public object OPT()
30         {
31             SolverContext context = SolverContext.GetContext();
32             //创建模型
33             Model model = context.CreateModel();
34             //优化决策因子，变量为实数,Domain.Integer|Domain.IntegerNonnegative为整数优化
35             Decision x = new Decision(Domain.Real, "x");   
36             Decision y = new Decision(Domain.Real, "y");
37             //添加
38             model.AddDecisions(x, y);
39             //x,y变量范围
40            // model.AddConstraints("变量范围",
41            // double.NegativeInfinity < x <= double.PositiveInfinity,
42            //double.NegativeInfinity < y <= double.PositiveInfinity);
43 
44             model.AddConstraints("约束",
45             double.NegativeInfinity < x <= double.PositiveInfinity,
46            double.NegativeInfinity < y <= double.PositiveInfinity,
47             2*x +  y     - 2    >=0,
48             x     -  2*y  + 4   >=0,
49            3*x -   y      -3    <= 0);
50             //目标函数 min z=x * x + y * y , GoalKind.Minimize最小值
51            Goal gmin= model.AddGoal("zmin", GoalKind.Minimize, x * x + y * y);
52         
53             //优化
54             Solution solution = context.Solve();
55             //优化报告
56            // Report report = solution.GetReport();
57 
58             string s = string.Format("min [ x={0:N2},y={1:N2}", x.ToDouble().ToString("0.00"), y.ToDouble().ToString("0.00"));
59             s += string.Format(",min={0} ] " ,solution.Goals.First<Goal>().ToDouble().ToString("0.00"));
60           
61             //=================================================================
62             model.RemoveGoal(gmin);
63             Goal gmax = model.AddGoal("zmax", GoalKind.Maximize, x * x + y * y);
64             //优化
65              solution = context.Solve();
66              s += string.Format("| max[ x={0:N2},y={1:N2}", x.ToDouble().ToString("0.00"), y.ToDouble().ToString("0.00"));
67              s += string.Format(",max={0} ] " ,solution.Goals.First<Goal>().ToDouble().ToString("0.00"));
68             //--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
69 
70             context.ClearModel();
71             return s;
72 
73         }
74         private void Button_Click_calc(object sender, RoutedEventArgs e)
75         {
76             this.answer.Text = OPT().ToString();
77         }
78 
79        
80     }
81 }

4、保存并运行程序，成功的话应该如下图：

5、单击计算按钮，即可输出结构，如下图：

可见计算的答案和例题给出的答案是一致的。为了构建根据通用的程序，可以从UI上动态传入模型以及模型的值进行优化求解，从而更好的具有实用性。