如何将模型指定为 Google OR 工具的字符串？

问题描述

我正在为软件包开发一项功能。此功能允许用户输入系统将使用其注入的数据运行的优化模型。模型格式可以是任何格式——AMPL、FlatZinc、SMT-Lib 等...

微软的 Z3 看起来很稳定（它支持 SMT-LIB），但不幸的是它不能免费用于商业用途。经过更多的搜索，我选择了 Google OR Tools，它可以免费用于商业用途。

不幸的是，我找不到将模型指定为字符串的方法。例如，以下是使用 OR 工具 .NET API 解决简单线性规划问题的方法：

    Solver solver = Solver.CreateSolver(solverType);
    Variable x1 = solver.MakeIntVar(0.0,double.PositiveInfinity,"x1");
    Variable x2 = solver.MakeIntVar(0.0,"x2");
    Objective objective = solver.Objective();
    objective.SetMinimization();
    objective.SetCoefficient(x1,1);
    objective.SetCoefficient(x2,2);
    Constraint ct = solver.MakeConstraint(17,double.PositiveInfinity);
    ct.SetCoefficient(x1,3);
    ct.SetCoefficient(x2,2);
    Solver.ResultStatus resultStatus = solver.Solve();

但是，由于我们需要用户指定一个模型，系统可以稍后动态运行（使用它注入的值），我们需要能够指定这样的模型：

Solver solver = Solver.CreateSolver(solverType);
solver.AddParam("x1",0);
model = @"
    int: x1;
    var int: x2;
    constraint x1 >= 0;
    constraint x2 >= 0;
    constraint 2*x2 + 3*x1 >= 17;
    solve minimize x1 + 2*x2;
";
results = solver.Solve(model);

确切的语法并不重要。重要的是用户使用高级建模语言指定模型，并且可以指定我们可以在后端注入的参数（在本例中为 x1）。

我搜索了 documentation，但找不到任何东西。诚然，这份文档似乎不完整、不准确/过时，但这是我所能找到的。我还搜索了 examples，但一无所获。

虽然我认为 OR Tools 有一个支持外部文件的可执行文件，但我不能使用它，因为我们需要避免此解决方案的任何外部可执行文件。

我们可以将 JSON 字符串解析为 Google ProtoBuf。这可以是我们的用户模型语言，甚至可以被加糖以形成一种。然而，这仍然存在精确映射的问题，因为缺乏文档。

如何让 Google OR Tools .NET API 使用字符串指定模型来实现上面的示例？代码示例（将 JSON 字符串解析为 Google ProtoBuf 很好）或明确的（准确的）文档都可以作为答案。

解决方法

听起来您想要使用动态 C# 脚本库，例如我的 Data.Eval 库 https://github.com/bruce-dunwiddie/data-eval (https://www.nuget.org/packages/Data.Eval/) ？还有其他的，但这个概念似乎符合你的要求。

您应该能够从 https://developers.google.com/optimization/lp/glop#c_7 的“完整程序”部分获取 C# 代码并将其转换为字符串，然后使用任何库对其进行“评估”。

如果您认为这是您要查找的内容，我可以输入完整示例，我只是不熟悉 Google OR 工具，尽管我熟悉线性回归求解器。

const got = require('got');

const instance = got.extend({
    hooks: {
        afterResponse: [
            (response,retryWithMergedOptions) => {
                if (response.statusCode === 401) { // Unauthorized
                    const updatedOptions = {
                        headers: {
                            token: getNewToken() // Refresh the access token
                        }
                    };

                    // Save for further requests
                    instance.defaults.options = got.mergeOptions(instance.defaults.options,updatedOptions);

                    // Make a new retry
                    return retryWithMergedOptions(updatedOptions);
                }

                // No changes otherwise
                return response;
            }
        ],beforeRetry: [
            (options,error,retryCount) => {
                // This will be called on `retryWithMergedOptions(...)`
            }
        ]
    },mutableDefaults: true
});

https://dotnetfiddle.net/DTLu6Z

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AMPL 和 GAMS 的 API 允许这样做。

• 有关 AMPL，请参阅：https://ampl.com/api/latest/dotnet/autoapi/ampl/AMPL/index.html 中的 public void Eval(string AMPLStatements)。
• 有关 GAMS 示例，请参阅：https://www.gams.com/latest/docs/API_DOTNET_TUTORIAL.html 中的 GAMSJob t2 = ws.AddJobFromString(GetModelText());。

不幸的是，这些是商业系统，所以它们不是免费的。如果我仔细阅读了您的帖子，您正在寻找这样一种没有相关成本的工具。

一种可能的方法是使用 NEOS API 向 NEOS 服务器提交以 AMPL 或 GAMS 表示的优化任务。请参阅：https://neos-server.org/neos/。

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我刚刚得到 dynamic models working using strings with OR-Tools,but in Python，我认为可以在 .NET 中使用反射或 Eval 完成类似的事情，正如@Bruce 所建议的那样。