Не получается передать tuple в функцию scipy.fmin_powell

@aviacheslav · Регистрация: 19.01.2013

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Задача стоит так: найти минимум функции, реализовав метод многомерной оптимизации Коши, который сводится к одномерной оптимизации, причем для одномерной оптимизации использовать функцию scipy.optimize.fmin_powell

В функцию fmin_powell входят аргументы: функция, ndarray начальных значений тех переменных, по которым ведется оптимизация, tuple прочих аргументов, по которым оптимизация не ведется, а также прочие необязательные аргументы (см. https://docs.scipy.org/doc/sci... owell.html).

В коде я задаю функцию f(X), где X=[x1, x2], F1(X) и F2(X) (ее производные, как того требует метод Коши), функцию fXNew получения аргумента на новой итерации метода Коши и -

функцию одномерной оптимизации FindMin (которая служит для передачи в в fmin_powell).

Она принимает 2 аргумента: alfa -тот, по которому ведется одномерная оптимизация, (он в методе Коши служит параметром, по которому формируются аргументы X функции f(X) на следующей итерации), и сами эти аргументы X.

И подставляю в fmin_powell: FindMin, alfa, X.

Вот тут-то и пишет ошибку!

Код такой:

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
from scipy.optimize import fmin_powell
import numpy as np
 
def f(X):
    x1=X[1-1]
    x2=X[2-1]
    y=8*x1**2 +4*x1*x2+5*x2**42
    return y
 
def calc_F1(X):  # komponent 1 gradient
    x1=X[1-1]
    x2=X[2-1]
    return 16*x1 + 4*x2
 
 
def calc_F2(X):  # komponent 2 gradient
    x1=X[1-1]
    x2=X[2-1]
    return 4*x1 + 10*x2
 
def fXNew(alfa, X0):
    x1_0=X0[1-1]
    x2_0=X0[2-1]
    x1_1=x1_0-alfa*calc_F1(X0)
    x2_1=x2_0-alfa*calc_F2(X0)
    X1=[x1_1,x2_1]
    return X1
    
 
def FindMin(alfa, X0):
    X1=fXNew(alfa, X0)
    return f(X1)
 
def fCompareX(X0, X1, eps):
    b=0
    for i in range(1, len(X0)+1):
        if abs(X1[i-1]-X0[i-1])>eps:
            b=1
    if b==0:
        v=1
    else:
        v=0
    return v
 
def main():
 
    x1 = -3
    x2 = 5
    eps1 = 0.001
    eps2 = 0.001
    M_iter = 100
    K_iter = 0
    #
    Xprev=[x1,x2]
    contin=1
    while contin==1:
        K_iter+=1
        alfa=fmin_powell(FindMin, 0.5, Xprev)
        Xnext= fXNew(alfa, Xprev)
        x1=Xnext[1-1]
        x2=Xnext[2-1]
        print("Iterations:{}, x1 = {}, x2 = {}, alfa = {}, func = {}".format(
        K_iter, x1, x2, alfa, whole_function(Xnext)))
        if f(Xnext)<eps1 or fCompareX(Xprev, Xnext, eps2)==1 or K_iter>=M_iter:
            break
        Xprev=Xnext
 
if __name__ == '__main__':
    main()

Пишет ошибку: can only concatenate tuple (not "list") to tuple
Причем исходит эта ошибка не из моего файла, а из библиотечного файла optimize.py
Но почему б ему не дописать в tuple новый элемент типа list? И как написать правильно?

Тогда я поступил по-другому. Теперь функция FindMin принимает один аргумент - P, и внутри этой функции срезами она разделяется на alfa и X.

Теперь:

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
...
 
def FindMin(P):
    print("FindMin starts working P=", P) 
    alfa=P[1-1]
    print("alfa=", alfa)
    X0=P[2-1]
    print("X0=", X0)
    X1=fXNew(alfa, X0)
    print("FindMin finishes working X1=", X1)
    return f(X1)
 
...
 
def main():
 
    x1 = -3
    x2 = 5
    eps1 = 0.001
    eps2 = 0.001
    alfa_0=0.5
    M_iter = 100
    K_iter = 0
    Xprev=[x1, x2]
    contin=1
    while contin==1:
        K_iter+=1
        P=[alfa_0, Xprev]
        alfa=fmin_powell(FindMin, P) #here new version
        Xnext= fXNew(alfa, Xprev)
        x1=Xnext[1-1]
        x2=Xnext[2-1]
        print("Iterations:{}, x1 = {}, x2 = {}, alfa = {}, func = {}".format(
        K_iter, x1, x2, alfa, whole_function(Xnext)))
        if f(Xnext)<eps1 or fCompareX(Xprev, Xnext, eps2)==1 or K_iter>=M_iter:
            break
        Xprev=Xnext
 
...

И... опять проблема с fmin_powell - пишет:

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
('FindMin starts working P=', array([0.5, list([-3, 5])]), dtype=object)
('alfa=', 0.5)
('X0=',[-3, 5])
('fXNew starts working X0=',[-3, 5], 'alfa=', 0.5)
('x1_0=', '-3', 'x2_0=', '5', 'x1_1=', '11.0', 'x2_1=', '-14.0')
('fXNew finishes working X1=',[11.0, -14.0])
('FindMin finishes working X1=',[11.0, -14.0])
...
TypeError: can only concatenate list (not float) to list

и снова ошибка эта из из библиотечного файла optimize.py
Но чего ж он теперь про tuple не пишет? В библиотечной функции это ж должен быть tuple!

Если я в main вместо

Python
1
P=[alfa_0, Xprev]

пишу

Python
1
P=(alfa_0, Xprev)

то ничего не меняется.

Притом что пример по приведенной выше ссылке работает:

Python
1
2
3
4
5
def f(x):
    return x**2
 
minimum = optimize.fmin_powell(f, -1)
print(minimum)

Работает и для многомерной оптимизации - если использовать fmin_powell для нахождения минимума функции f(x) не методом Коши, а напрямую этой функцией:

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
from scipy.optimize import fmin_powell
import numpy as np
 
def f(X):
    x1=X[1-1]
    x2=X[2-1]
    y=8*x1**2 +4*x1*x2+5*x2**42
    return y
 
x1=-3
x2=5
InitialGuess=np.array([x1, x2])
result=fmin_powell(f, InitialGuess)
 print result

В обоих случаях fmin_powell работает - и для одномерной, и для многомерной оптимизации, но в обоих случаях она не принимает этот tuple дополнительных аргументов! А в моей задаче надо чтоб принимала.

Подскажите, как правильно в нее аргументы передать и как правильно мою функцию
FindMin перестроить!

@Red white socks · 23.11.2022, 05:25

Просит кортеж, а вы упорно ему список подсовываете.

@aviacheslav · 23.11.2022, 20:53 **[ТС]**

Сообщение от Red white socks

Просит кортеж, а вы упорно ему список подсовываете.

а конкретнее?

Сообщение от aviacheslav

P=(alfa_0, Xprev)

Это что? Разве не кортеж? Я ж пишу:

Сообщение от aviacheslav

то ничего не меняется.

@Red white socks · 23.11.2022, 22:19

aviacheslav, вы вот здесь
alfa=fmin_powell(FindMin, P)
в качестве начального значения даете кортеж из скаляра и кортежа. Начальное значение должно быть массивом, т.е состоять из однотипных объектов.

Добавлено через 21 минуту
Во второй версии своего кода вы начали творить вообще полную дичь.
А вам требовалось всего лишь обернуть список в кортеж.
58-я строка:

Python
1
alfa=fmin_powell(FindMin, 0.5, (Xprev,))

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Установка Qt Creator для C и C++: ставим среду, CMake и MinGW без фреймворка Qt 8Observer8 05.04.2026 Среду разработки Qt Creator можно установить без фреймворка Qt. Есть отдельный репозиторий для этой среды: https:/ / github. com/ qt-creator/ qt-creator, где можно скачать установщик, на вкладке Releases:. . .	AkelPad-скрипты, структуры, и немного лирики.. testuser2 05.04.2026 Такая программа, как AkelPad существует уже давно, и также давно существуют скрипты под нее. Тем не менее, прога живет, периодически что-то не спеша дополняется, улучшается. Что меня в первую очередь. . .	Отображение реквизитов в документе по условию и контроль их заполнения Maks 04.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа "ПланированиеСпецтехники", разработанного в конфигурации КА2. Данный документ берёт данные из другого нетипового документа. . .	Фото всей Земли с борта корабля Orion миссии Artemis II kumehtar 04.04.2026 Это первое подобное фото сделанное человеком за 50 лет. Снимок называют новым вариантом легендарной фотографии «The Blue Marble» 1972 года, сделанной с борта корабля «Аполлон-17». Новое фото. . .
Вывод диалогового окна перед закрытием, если документ не проведён Maks 04.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа "СписаниеМатериалов", разработанного в конфигурации КА2. Задача: реализовать программный контроль на предмет проведения документа. . .	Программный контроль заполнения реквизитов табличной части документа Maks 02.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа "СписаниеМатериалов", разработанного в конфигурации КА2. Задача: 1. Реализовать контроль заполнения реквизита. . .	wmic не является внутренней или внешней командой Maks 02.04.2026 Решение: DISM / Online / Add-Capability / CapabilityName:WMIC~~~~ Отсюда: https:/ / winitpro. ru/ index. php/ 2025/ 02/ 14/ komanda-wmic-ne-naydena/	Программная установка даты и запрет ее изменения Maks 02.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа "СписаниеМатериалов", разработанного в конфигурации КА2. Задача: при создании документов установить период списания автоматически. . .

@Red white socks 4523 / 1899 / 336 Регистрация: 18.01.2021 Сообщений: 3,489
	23.11.2022, 05:25
	Просит кортеж, а вы упорно ему список подсовываете. 1

Не получается передать tuple в функцию scipy.fmin_powell

Решение