从 optim.c 调用 C++ 中的 BFGS 优化答案

【问题标题】：Calling BFGS optimization in C++ from optim.c从 optim.c 调用 C++ 中的 BFGS 优化
【发布时间】：2019-03-06 11:19:34
【问题描述】：

所以我必须将我的 R 代码重写为 C++。考虑到Rcpp 包，这相对容易。我在解决优化问题时遇到了一个问题。在 R 中我调用：

optimum_optim = optim(par=A, fn=negative_LL, gr=negative_grad_LL, .c = c, .t = t, .i = i, .N = N, method = 'BFGS')

鉴于我已经将 negative_LL 和 negative_grad_LL 函数重写到我的 C++ 文件中，我想从 R 调用基础例程以进行 BFGS 优化：它是 optim.c 中的 vmmin 函数
我的问题是我无法理解该函数的签名。它是：

vmmin(int n0, double *b, double *Fmin, optimfn fminfn, optimgr fmingr,
      int maxit, int trace, int *mask,
      double abstol, double reltol, int nREPORT, void *ex,
      int *fncount, int *grcount, int *fail)

这并不是说我没有在搜索上付出任何努力——我只是找不到描述......有人可以在我的特殊情况下帮助调用这个函数（并告诉我参数是什么）吗？

【问题讨论】：

标签： c++ c r optimization statistics

【解决方案1】：

听起来您已经在使用此建议，但您需要更深入一点："Use the source, Luke"。

我的出发点是，从 R 控制台，简单地输入

optim

这将打印该函数的 R 源代码。在那里我看到它在呼唤

.External2(C_optim, par, fn1, gr1, method, con, lower, upper)

我最喜欢的 R 源代码镜像是this GitHub repo。如果您前往那里，搜索“optim”，并仅过滤 C 结果，我们将找到最热门的 src/library/stats/src/optim.c。然后我们可以看到 C 级的 optim()（第 177 行）如何作用于 calls vmmin()（第 295 行）。

optim() 初始化这些参数的方式如下

int n           length(par)
double *b       vect(npar); dpar[i] = REAL(par)[i] / (OS->parscale[i])
double *Fmin    0.0
optimfn fn      function defined in the C code
optimgr gr      function defined in the C code
int maxit       asInteger(getListElement(options, "maxit"))
int trace       asInteger(getListElement(options, "trace"))
int *mask       mask = (int *) R_alloc(npar, sizeof(int));
                for (i = 0; i < npar; i++) mask[i] = 1;
double abstol   asInteger(getListElement(options, "abstol"))
double reltol   asInteger(getListElement(options, "reltol"))
int nREPORT     asInteger(getListElement(options, "REPORT"));
void *ex        OptStruct OS; /* tons of stuff done to this */
int *fncount    0
int *grcount    0
int *fail       0

我没有在这里详细介绍所有细节，但我相信这应该足以帮助您了解如何在自己的函数中使用这些东西，一旦您发现另一件事：控制列表在optim()。如果您在上面的.External2() 调用中注意到，有一个名为con 的参数。这在 R 代码中定义为

con <- list(trace = 0, fnscale = 1, parscale = rep.int(1, npar),
        ndeps = rep.int(1e-3, npar),
        maxit = 100L, abstol = -Inf, reltol = sqrt(.Machine$double.eps),
        alpha = 1.0, beta = 0.5, gamma = 2.0,
        REPORT = 10, warn.1d.NelderMead = TRUE,
        type = 1,
        lmm = 5, factr = 1e7, pgtol = 0,
        tmax = 10, temp = 10.0)

虽然这些元素可以被control 参数中的用户输入覆盖，如果您查看help("optim")，您会看到

“控制”参数是一个可以提供以下任何组件的列表：
‘追踪’ ...

C 函数通过名称 options 引用此列表，您可以在我上面构建的表中看到多次引用该列表。

【讨论】：