求解器开源库新手入门教程（冲刺必看）

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大家好！之前有个哥们说给开源库教程，怎么迟迟不给？只好我来了。

先说明我的使用情况，我前几天用小号在各个赛区跑了一下。基本都是前三，有四个赛区是第一。所以鄙人觉得还是有资格来给大家做个教程。（请不要喷，小号就是跑一下，就解散队伍了，没有影响你们，估计你们都觉察不到）

下面以问答的方式来讲开源库的使用。

1. 神马是开源库？神马是求解器？
这个赛题可以看成是个组合优化问题，因此可以建立整数线性规划模型。而整数规划模型的求解算法是比较固定的，因此有开源社区写出这个求解工具，这些就是求解器，也就是开源库。

2. 求解器有多牛逼？
绝对没有大家说得那么神乎。是的，求解器容易求出最优解，但是时间开销大。那些20ms出最优解的，我相信不是求解器算的。所以，这也是赛制所决定用求解器有优势，因为权值优先。如果限定时间是 1s，估计就没几个人用求解器了。

3. 哪个求解器最好？
没有最好，但对于这道题来说，我从个人的使用经验给大家分享一下。
——gplk最渣，问题规模稍大就跪
——lpsolve挺好，容易上手，求解速度也不差
——scip据说是最快的开源求解器，但是版权限制得比较严格，我放弃了
——coin-or cbc我去，这个简直就是求解器中的战斗机。求解快，还有很多控制求解过程的接口。但是，要花点心思看文档，没那么容易做好。我选择的是这个

4. 现在看论文学模型还来得及吗？
看个人。anyway，老子就没参考任何论文的模型。一看到题目，经验告诉我可以用整数规划做，就做了。后来，我回头看了一下别人的论文。任性地告诉大家，论文上的模型有改进的地方。好了，如果真的不会，那我只能简单说说一二。无非就是几个约束，起点有且仅有一条出边，终点有且仅有一条入边，必经点既有且仅有一条出边又有且仅有一条入边，其他点要么没有出边和入边，要么既有且仅有一条出边又有且仅有一条入边

5. 现在用求解器还来得及吗?
我是看到论坛上有个人抱怨说自己辛辛苦苦写了那么久的算法，被别人轻轻松松用求解器超越了，很伤心，才决心写这么个帖子的。我理解大家的心情。但是，不要放弃，你要是觉得自己本来的算法改不动来，那就试试求解器。我是用了大概三四个小时写出lpsolve版本的代码，求解速度还不错。你要是能够在这么大压力，这么短时间快速建模，快速使用求解器，快速优化代码，那我觉得你就是华为想要的人。

6. 用求解器怎么解决环？
不要盲目崇拜别人，肯定自己的想法就好。这个题目是NPC问题，没有一个轻轻松松解决环问题的办法。你能想到的，不错，就是那样的，不要怀疑自己。但为尊重比赛，恕我不能直说。

7. 用求解器是不是太可恶了，不给别人活路啊？
这么敏感的问题，来来来，我们说点轻松的。NBA有关注吧，库里喜欢吗？库里这么逆天的表现，要是能坚持五六年，说他是全宇宙最伟大的篮球运动员也不为过。可偏偏有人说，那有啥？就是一个投手！我去。。。你牛逼你投试试？好像投篮很简单的样子。再说了，库里只会投篮吗？这么说的人一般是没有认真看过库里打球赛的。几个人过来包夹，库里还是轻松地运球过人，然后从容、淡定、任性地投进了。毕竟是控卫！库里就是投篮太牛逼来，才让你们忽略了其实他各个方面都不错的一个伟大球员。我敢说，库里不用投篮，其他技术（防守、过人、组织）能力那也是狠狠地甩某些球星几条街的球员。。。。
停！！！扯哪了？。。。
噢，对不起，我是库迷，说到这个激动来。。。唉，我刚才是说库里，还是说开源库来着？？？

8. 最后，用Linus大神的一句名言与君共勉：
Talk is cheap, show me the code!

[huolilililili]

请叫自己抄模型而不是写模型

[chenmeng1164651620]

引用 20 楼 huolilililili 的回复:

请叫自己抄模型而不是写模型

抄原本的模型是不会出现在排行榜上的。虽然都依赖学习别人文章或者课本学来的，掌握了，那也算自己学会了。

[open_source_library]

引用 20 楼 huolilililili 的回复:

请叫自己抄模型而不是写模型

我觉得你心理很不健康，看到你在别的帖子上骂“建模狗”，请注意措辞！ 明确跟你说，我实现这个东西的时候，没有参考任何论文的模型，完完全全是自己建立的。 再有，对于求解模型的算法，我也是略懂一二的。单纯形法，内点法，分支定界法，割平面法，略知一二。 我敬佩那些手写算法并且跑得很好的人，打心里地佩服他们。 而我也会手写算法求解这个问题。我希望你万一不幸进不了复赛，也记得关注这个比赛，看看进复赛的同学是不是不会手写算法了。 最后，没必要为一个比赛搞得自己对别人充满仇恨，显得自己那么狭窄。

[tianranyixiao]

我不知道求解器的速度如何，但是我们组没有用，我们用了一篇论文里的算法解决该整数规划问题，复杂度为为O(n^3)，对于600个点的，只需要0.04ms，求出来的路径可能是成环的。求解器是针对一般情况的，对于这个问题，存在有更高效率的算法。PS：我们的时间主要花在去除环路上

[seewed]

很棒，我的思路和你差不多，但是没有你那么厉害：1、我不知道如何保证路径连通，所以用求解器求出来是一些最优的边，没法形成路径，难道你的做法是多次使用求解器么；2、我也不知道如何描述不成环的约束条件。by the way，膜拜大神！！！

[frostbolt]

引用 12 楼 qq_34302488 的回复:

[quote=引用 11 楼 frostbolt 的回复:] 针对这个题目，我们内部有一套数学模型可以保证找出最优解，但是速度是分钟级别的。如果楼主能够找到一个最优解情况下速度又很快的方案，我们也很期待。

我们所有用例都在10S内算出最优解了，可是复赛不让用开源库了，您的肯定是对我们最好的鼓励！[/quote]

引用 24 楼 tianranyixiao 的回复:

我不知道求解器的速度如何，但是我们组没有用，我们用了一篇论文里的算法解决该整数规划问题，复杂度为为O(n^3)，对于600个点的，只需要0.04ms，求出来的路径可能是成环的。求解器是针对一般情况的，对于这个问题，存在有更高效率的算法。PS：我们的时间主要花在去除环路上

我们实用的算法是要求在30ms内得出结果，而且约束条件要多得多，这次设置了10s的限制，纯粹是为了降低初赛的难度。 如果不考虑时间因素，我们内部的数学建模可以”保证“获得最优解。

[chenmeng1164651620]

引用 24 楼 tianranyixiao 的回复:

我不知道求解器的速度如何，但是我们组没有用，我们用了一篇论文里的算法解决该整数规划问题，复杂度为为O(n^3)，对于600个点的，只需要0.04ms，求出来的路径可能是成环的。求解器是针对一般情况的，对于这个问题，存在有更高效率的算法。PS：我们的时间主要花在去除环路上

你发现神器了，线性规划似乎都比这复杂度高啊。

[frostbolt]

引用 13 楼 open_source_library 的回复:

[quote=引用 11 楼 frostbolt 的回复:] 针对这个题目，我们内部有一套数学模型可以保证找出最优解，但是速度是分钟级别的。如果楼主能够找到一个确定找到最优解、速度又很快的方案，我们也很期待。

谢谢版主支持！当听到复赛不能用求解器的时候，我就没修改代码了。我有一个自认为很好的方案，是结合搜索和模型的，可能的话，我希望比赛结束后好好实现和优化，希望有机会和赛题组的老师们交流一下。[/quote] 好啊，我们也希望多和大家聊聊天，你的队伍名称方便发私信给我下吧。 另外，我们本次比赛结束以后会有一个悬赏题，奖金更高，题目是真实存在的的、我们内部还没有完全解决的问题，对解题方式不做任何限制，有兴趣请继续关注，谢谢。。

[lmz4098]

谢谢大大分享！！！原来手写的算法排25左右，决定用最后的11个小时去拼一把求解器了！！！

[open_source_library]

引用 29 楼 frostbolt 的回复:

[quote=引用 13 楼 open_source_library 的回复:] [quote=引用 11 楼 frostbolt 的回复:] 针对这个题目，我们内部有一套数学模型可以保证找出最优解，但是速度是分钟级别的。如果楼主能够找到一个确定找到最优解、速度又很快的方案，我们也很期待。

谢谢版主支持！当听到复赛不能用求解器的时候，我就没修改代码了。我有一个自认为很好的方案，是结合搜索和模型的，可能的话，我希望比赛结束后好好实现和优化，希望有机会和赛题组的老师们交流一下。[/quote] 好啊，我们也希望多和大家聊聊天，你的队伍名称方便发私信给我下吧。 另外，我们本次比赛结束以后会有一个悬赏题，奖金更高，题目是真实存在的的、我们内部还没有完全解决的问题，对解题方式不做任何限制，有兴趣请继续关注，谢谢。。[/quote] 哈哈，喜欢挑战这样真正的难题！不过我的方案还没充分的验证，我要过两周才比较有空。所以，容我充分论证，如果觉得可行的话，我会主动找机会和老师们交流的

[frostbolt]

引用 30 楼 chenmeng1164651620 的回复:

[quote=引用 29 楼 frostbolt 的回复:] 好啊，我们也希望多和大家聊聊天，你的队伍名称方便发私信给我下吧。 另外，我们本次比赛结束以后会有一个悬赏题，奖金更高，题目是真实存在的的、我们内部还没有完全解决的问题，对解题方式不做任何限制，有兴趣请继续关注，谢谢。。

版主，能有机会接触下这个悬赏题目吗？ [/quote] 悬赏题面向所有人，欢迎参加。

[SunliyMonkey]

冒个泡泡~~ 表示没用求解器~~ 手写代码3K。

[赵4老师]

Code is simple,show me the CUDA!

[「已注销」]

yalmip对大规模数据求解也挺好的吧，

[chenmeng1164651620]

引用 29 楼 frostbolt 的回复:

好啊，我们也希望多和大家聊聊天，你的队伍名称方便发私信给我下吧。 另外，我们本次比赛结束以后会有一个悬赏题，奖金更高，题目是真实存在的的、我们内部还没有完全解决的问题，对解题方式不做任何限制，有兴趣请继续关注，谢谢。。

版主，能有机会接触下这个悬赏题目吗？

[qq_22674313]

引用 11 楼 frostbolt 的回复:

针对这个题目，我们内部有一套数学模型可以保证找出最优解，但是速度是分钟级别的。如果楼主能够找到一个确定找到最优解、速度又很快的方案，我们也很期待。

我只想问，如果都用楼主这个方案 是不是该当作弊处理？ 如果不当作弊处理，那么我们这些自己写算法的还有一丝机会吗？ 如果楼主是为了分享知识，大可以在复活赛后分享，这个时候分享算什么？ 让我们不用开源库的全部被淘汰吗？ 你把模型都给出来了，请问 使用开源库的人还需要什么技能？ 也请大赛组委想想，不使用开源库的人还有一丝机会吗？这也算公平竞技吗？

[open_source_library]

引用 36 楼 qq_22674313 的回复:

[quote=引用 11 楼 frostbolt 的回复:] 针对这个题目，我们内部有一套数学模型可以保证找出最优解，但是速度是分钟级别的。如果楼主能够找到一个确定找到最优解、速度又很快的方案，我们也很期待。

我只想问，如果都用楼主这个方案 是不是该当作弊处理？ 如果不当作弊处理，那么我们这些自己写算法的还有一丝机会吗？ 如果楼主是为了分享知识，大可以在复活赛后分享，这个时候分享算什么？ 让我们不用开源库的全部被淘汰吗？ 你把模型都给出来了，请问 使用开源库的人还需要什么技能？ 也请大赛组委想想，不使用开源库的人还有一丝机会吗？这也算公平竞技吗？ [/quote] 我写这个的初衷，是发现很多大学生没有使用开源库的经验，也没怎么接触Linux。这个教程是很简单的科普，在有些关键问题的处理上我是有很多保留的。很多人私信我加qq，我全部拒绝，甚至有人想看看我的代码，我当然回绝。自始至终，我尊重这个比赛，希望提供别人与核心算法模型无关的帮助。如果有人这几天用了开源库进了复赛，真的恭喜他们，他们一定是有独到的能力。

[Dorrit_Waitting]

求解器不是拿来就能用的好吧，要自己分析建模。最少我知道，我们赛区前32很多都没有用求解器。分数上不去可能是算法没有别人的好。
举个例子，用蚁群的人很多，有的人轻松都求解出来了，有的人还总是unreached nodes，都是蚁群啊，很多人还都是下载的一个版本的基本蚁群啊，为什么差距那么大呢？人和人是不一样的啊，你得承认啊！

[qq_26143529]

谢谢大神分享

[GDRetop]

引用 8 楼 open_source_library 的回复:

[quote=引用 7 楼 uniquew1 的回复:] 等于没说。。。这也是教程？骗谁的？

我已经告诉了你最好的求解器是cbc，也告诉怎么建立一个整数规划模型，你还需要什么？直接上代码？这个不是很简单的事情？ 所有的开源库，都会有example的，照壶画瓢就行啊。。 比如谷歌搜“coiner cbc example”， #include "CbcModel.hpp" // Using CLP as the solver #include "OsiClpSolverInterface.hpp" int main (int argc, const char *argv[]) { OsiClpSolverInterface solver1; // Read in example model in MPS file format // and assert that it is a clean model int numMpsReadErrors = solver1.readMps("../../Mps/Sample/p0033.mps",""); assert(numMpsReadErrors==0); // Pass the solver with the problem to be solved to CbcModel CbcModel model(solver1); // Do complete search model.branchAndBound(); /* Print the solution. CbcModel clones the solver so we need to get current copy from the CbcModel */ int numberColumns = model.solver()->getNumCols(); const double * solution = model.bestSolution(); for (int iColumn=0;iColumn<numberColumns;iColumn++) { double value=solution[iColumn]; if (fabs(value)>1.0e-7&&model.solver()->isInteger(iColumn)) printf("%d has value %g\n",iColumn,value); } return 0; } 这些就是。。如果这些都不是教程的话，我觉得可能只能等比赛结束直接奉上我的代码才算教程了[/quote]

引用 8 楼 open_source_library 的回复:

[quote=引用 7 楼 uniquew1 的回复:] 等于没说。。。这也是教程？骗谁的？

我已经告诉了你最好的求解器是cbc，也告诉怎么建立一个整数规划模型，你还需要什么？直接上代码？这个不是很简单的事情？ 所有的开源库，都会有example的，照壶画瓢就行啊。。 比如谷歌搜“coiner cbc example”， #include "CbcModel.hpp" // Using CLP as the solver #include "OsiClpSolverInterface.hpp" int main (int argc, const char *argv[]) { OsiClpSolverInterface solver1; // Read in example model in MPS file format // and assert that it is a clean model int numMpsReadErrors = solver1.readMps("../../Mps/Sample/p0033.mps",""); assert(numMpsReadErrors==0); // Pass the solver with the problem to be solved to CbcModel CbcModel model(solver1); // Do complete search model.branchAndBound(); /* Print the solution. CbcModel clones the solver so we need to get current copy from the CbcModel */ int numberColumns = model.solver()->getNumCols(); const double * solution = model.bestSolution(); for (int iColumn=0;iColumn<numberColumns;iColumn++) { double value=solution[iColumn]; if (fabs(value)>1.0e-7&&model.solver()->isInteger(iColumn)) printf("%d has value %g\n",iColumn,value); } return 0; } 这些就是。。如果这些都不是教程的话，我觉得可能只能等比赛结束直接奉上我的代码才算教程了[/quote] 想请教一下，https://projects.coin-or.org/BuildTools/wiki/downloadUnix 我用这个网页提供的教程安装了cbc，接下来要如何写一个样例程序进行编译运行呢？ 能不能给一点指导，或者推荐一篇教程呢？