可以限制 skopt.Lhs.generate 的结果吗？

Posted 2023-03-12

【中文标题】可以限制 skopt.Lhs.generate 的结果吗？

【英文标题】：Can one constrain the outcome of skopt.Lhs.generate?

【发布时间】：2021-05-10 23:00:52

【问题描述】：

假设我有一个这样的数组：

from skopt.space import Space
from skopt.sampler import Lhs
import numpy as np

np.random.seed(42)

rows = 5
cols = 3

dummy = np.zeros((rows, cols))

array([[0., 0., 0.],
       [0., 0., 0.],
       [0., 0., 0.],
       [0., 0., 0.],
       [0., 0., 0.]])

我现在想用skopt.Lhs.generate 用1 填充这个数组的某些位置，我想排除存储在ignore 中的某些位置：

ignore = np.array([
    [3, 1],
    [4, 1]
])

我怎样才能做到最好？

我可以的

space = Space([(0, rows - 1), (0, cols - 1)])

lhs = Lhs(criterion="maximin", iterations=1000)
lh = np.array(lhs.generate(space.dimensions, 3))

dummy[lh[:, 0], lh[:, 1]] = 1

给了

array([[0., 0., 1.],
       [1., 0., 0.],
       [0., 0., 0.],
       [0., 0., 0.],
       [0., 1., 0.]])

但可以看到4, 1 的位置已被占用，但它不应该。

一种方法是将lhs.generate 调用放在while 循环中，然后始终检查ignore 中是否有任何元素，但我想知道是否有更直接的解决方案。

【问题讨论】：

skopt.sampler.Lhs 似乎不支持任何类型的约束。我认为最好的办法是采取source code of lhs并通过添加限制来修改它。

@fdermishin：这将是一个选项，但我想我最好选择这样的while 循环，如我的答案所示。只是想知道是否有比这更聪明的东西（我还检查了pyDOE，但它似乎不适用于离散值）。

【参考方案1】：

为了完整起见，使用while 循环的解决方案可能如下所示：

from skopt.space import Space
from skopt.sampler import Lhs
import numpy as np

def contains_element(a, b):
    return any(li in a for li in b)

np.random.seed(42)

rows = 5
cols = 3

dummy = np.zeros((rows, cols))

ignore = [
    [3, 1],
    [4, 1]
]

space = Space([(0, rows - 1), (0, cols - 1)])

contains_row = True
while contains_row:

    lhs = Lhs(criterion="maximin", iterations=1000)
    lh = lhs.generate(space.dimensions, 3)
    contains_row = contains_element(lh, ignore)
    print(lh)
    print(contains_row)
    print('-----------------------\n')

lh = np.array(lh)
dummy[lh[:, 0], lh[:, 1]] = 1

print(dummy)

打印出来的

[[2, 0], [0, 2], [4, 1]]
True
-----------------------

[[2, 0], [1, 2], [4, 1]]
True
-----------------------

[[4, 2], [0, 1], [2, 0]]
False
-----------------------

[[0. 1. 0.]
 [0. 0. 0.]
 [1. 0. 0.]
 [0. 0. 0.]
 [0. 0. 1.]]

因此，这里需要 3 次迭代，直到找到不在 ignore 中的位置。如果有人知道更简单的解决方案，请告诉我！