如何将 2 个矩阵放入 scipy.optimize.minimize？

Posted 2023-03-12

【中文标题】如何将 2 个矩阵放入 scipy.optimize.minimize？

【英文标题】：How Do I put 2 matrix into scipy.optimize.minimize?

【发布时间】：2015-09-26 08:18:35

【问题描述】：

我使用scipy.optimize.minimize 函数。 我的目的是得到w,z 最小化f(w,z)

w 和 z 都是 n 的 m 矩阵：

[[1,1,1,1],
 [2,2,2,2]]

f(w,z)是接收参数w和z。

我已经尝试过下面给出的表格：

def f(x):
   w = x[0]
   z = x[1]
   ...

minimize(f, [w,z])

但是，最小化效果不好。

将两个矩阵（n by m）放入scipy.optimize.minimize的有效形式是什么？

【参考方案1】：

Optimize 需要一个一维向量来优化。你在正确的轨道上。您需要将您的论点扁平化为minimize，然后在f 中，从x = np.reshape(x, (2, m, n)) 开始，然后退出w 和z，这样您就可以开展业务了。

我以前遇到过这个问题。例如，同时优化多个不同类中的部分向量。我通常会使用一个将事物映射到一维向量的函数，然后是另一个将数据拉回对象的函数，以便我可以评估成本函数。如：

def toVector(w, z):
    assert w.shape == (2, 4)
    assert z.shape == (2, 4)
    return np.hstack([w.flatten(), z.flatten()])

def toWZ(vec):
    assert vec.shape == (2*2*4,)
    return vec[:2*4].reshape(2,4), vec[2*4:].reshape(2,4)

def doOptimization(f_of_w_z, w0, z0):
    def f(x): 
        w, z = toWZ(x)
        return f_of_w_z(w, z)

    result = minimize(f, toVec(w0, z0))
    # Different optimize functions return their
    # vector result differently. In this case it's result.x:
    result.x = toWZ(result.x) 
    return result

【讨论】：

如果它对任何人都有帮助，我基于这个答案创建了一个简单的包，以帮助概括变量和约束的创建和管理，以便在具有许多变量的大型项目中使用。 GitHub 链接在这里：github.com/andrewnyu/optimstruct