第三讲 LINGO中的运算符和函数

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LINGO中的常见函数

LINGO中的常见函数

@bin(x) 限制x为0或1@bnd(L,x,U) 限制L≤x≤U@free(x) 取消对变量x的默认下界为0的限制,即x可以取任意实数@gin(x) 限制x为整数LINGO提供了大量的标准数学函数:@abs(x) 返回x的绝对值@sin(x) 返回x的正弦值,x采用弧度制@cos(x) 返回x的余弦值@tan(x) 返回x的正切值@exp(x) 返回常数e的x次方@log(x) 返回x的自然对数@lgm(x) 返回x的gamma函数的自然对数@sign(x) 如果x<0返回-1;否则,返回1@floor(x) 返回x的整数部分。

当x>=0时,返回不超过x的最大整数;当x<0时,返回不低于x的最大整数。

@smax(x1,x2,…,xn) 返回x1,x2,…,xn中的最大值@smin(x1,x2,…,xn) 返回x1,x2,…,xn中的最小值LINGO具有9种逻辑运算符:#not# 否定该操作数的逻辑值,#not#是一个一元运算符#eq# 若两个运算数相等,则为true;否则为flase#ne# 若两个运算符不相等,则为true;否则为flase#gt# 若左边的运算符严格大于右边的运算符,则为true;否则为flase#ge# 若左边的运算符大于或等于右边的运算符,则为true;否则为flase#lt# 若左边的运算符严格小于右边的运算符,则为true;否则为flase#le# 若左边的运算符小于或等于右边的运算符,则为true;否则为flase#and# 仅当两个参数都为true时,结果为true;否则为flase#or# 仅当两个参数都为false时,结果为false;否则为true^乘方﹡乘/除﹢加﹣减LINGO唯一的一元算术运算符是取反函数“﹣”。

这些运算符的优先级由高到底为:高﹣(取反)^﹡/低﹢﹣运算符的运算次序为从左到右按优先级高低来执行。

运算的次序可以用圆括号“()”来改变。

lingo教程 有图

lingo教程  有图

解的目标函数值
目前为止的 迭代次数
• 运行状态窗口
使用的特殊求解程序 : B-and-B (分枝定界算法) Global (全局最优求解程序) Multistart(用多个初始点求解的程序)
目前为止找到的可行 解的最佳目标函数值 扩展 的求 解器 (求解 程序) 状态 框 目标函数值的界 特殊求解程序当前运行步数: 分枝数(对B-and-B程序); 子问题数(对Global程序); 初始点数(对Multistart程序)
LINGO软件菜单——WINDOW
1. 命令行窗口(Open Command Window) 从窗口菜单中选用“Open Command Window”命令或直接按Ctrl+1可以打开LINGO 的命令行窗口。在命令行窗口中可以获得命 令行界面,在“:”提示符后可以输入LINGO的 命令行命令。 2. 状态窗口(Status Window) 从窗口菜单中选用“Status Window”命 令或直接按Ctrl+2可以打开LINGO的求解状 态窗口。 3. 回到模型窗口(Sent To Back) Ctrl+B 4. 关闭所有窗口(Close All) Ctrl+3 5. 并行放置窗口 (Tile) Ctrl+4 6. 层叠放置窗口(Cascade) Ctrl+5 7. 放置图标(Arrange Icons) Ctrl+6

基本语法结构
掌握集合(SETS)的应用 正确阅读求解报告 正确理解求解状态窗口 学会设置基本的求解选项(OPTIONS)
LINGO软件界面
• LINGO软件的主窗口(用 户界面),所有其他窗口 都在这个窗口之内。
• 当前光标 的位置 • 模型窗口(Model Window),用于输 入LINGO优化模型 (即LINGO程序)。

lingo中逻辑运算符

lingo中逻辑运算符

lingo中逻辑运算符
在lingo中,逻辑运算符包括以下几种:
1. 逻辑与:&
用于判断两个逻辑表达式的并集,只有当两个表达式都为真时,结果才为真。

2. 逻辑或:
用于判断两个逻辑表达式的交集,只有当至少有一个表达式为真时,结果才为真。

3. 逻辑非:!
用于取反一个逻辑表达式的值,如果原始表达式为真,则结果为假;如果原始表达式为假,则结果为真。

4. 条件与:&&
与逻辑与运算符类似,用于判断两个逻辑表达式的并集,只有当两个表达式都为真时,结果才为真。

但是,条件与运算符在判断过程中,如果第一个表达式为假,则不会再判断第二个表达式,直接返回结果为假。

5. 条件或:
与逻辑或运算符类似,用于判断两个逻辑表达式的交集,只有当至少有一个表达式为真时,结果才为真。

但是,条件或运算符在判断过程中,如果第一个表
达式为真,则不会再判断第二个表达式,直接返回结果为真。

这些逻辑运算符可以用于进行复杂的逻辑判断,帮助控制程序的流程。

LINGO基本用法与运算函数

LINGO基本用法与运算函数
LINGO的基本用法和运算 函数
例如,目标函数中有求和表达式ΣCijXij(i从1 到10,j从1到20),若用直接输入的方式,将有 200个系数与200个变量相乘再相加,需要输入 长长一大串,既不便于输入,又不便于修改, 别人看不懂,可读性较差.
LINGO提供了建模语言,能够用较少语 句描述目标函数和约束条件,为建立大规 模数学规划模型提供了方便.我们以一个 运输规划模型为例说明其用法。
办法是用现成软件求解.LINGO是专门
用来求解各种规划问题的软件包,其功
能十分强大,是解决最优化问题的最佳
选择。
LINGO的基本用法和运算 函数
§1.1 LINGO 入门
LINGO的基本用法和运算 函数
一、概况
LINGO 是 美 国 LINDO 系 统 公 司 ( Lindo SystemInc)开发的求解数学规划系列软件中的一 个(其它软件为LINDO,GINO,What’s Best等 等),的主要功能是求解大型线性、非线性和整数 规 划 , 目 前 的 版 本 是 11.0 . 可 以 从 Internet 网 址 http://下载该软件的安装文件lingo11.exe,执行该 文件即可在计算机内安装LINGO 软件系统,首次 运行该软件时,要求用户输入密码,如果输入了正 确的密码,则该软件就成了正式版,如果密码不对 或不输入密码,则该软件就成为演示版.
1.目标函数(求某个数学表达式的最大值或最 小值);
2. 决策变量,即目标函数值取决于哪些变量;
3. 约束条件,即对变量附加一些条件限制(等 式或不等式).
LINGO的基本用法和运算 函数
例1:某工厂有两条生产线,分别用来生产 M和P两种型号的产品,利润分别为200元/个 和300元/个,生产线的最大生产能力分别为 每日100和120,生产线每生产一个M产品需 要1个劳动日进行调试、检测等工作,而每个 P产品需要2个劳动日,该厂每天只有160个 劳动日可用,假如原材料等其它条件不受限 制,问应如何安排生产计划,使获得的利润 最大?

常用lingo字典

常用lingo字典

Lingo 的运算符 1、Lingo 的运算符运算符是任何一种语言中最基本的要素,它可以帮助变量值达到运算、比较、分配等功能,所以优先来介绍它。

一般来说运算符不外具有计算、比较等功能,而在Lingo中,有很多运算符是与现实生活中的符号相同的,请参考表1。

表1: # 定义符号- 负号-- 说明符号& 连接两字串&& 连接两字串,但在两字串之间加入一个空格键* 乘号+ 加号/ 除号- 减号< 小于<= 小于等于<> 不等于= 等于> 大于>= 大于等于[ ] 阵列符号连接两行的指令为同一表达式 ( ) 括弧#符号语法: #symbol Name 定义一个符号,这个符号在Director中,是另外一种对象的类型,与字串、整数、浮点数等类似。

使用符号的原因是因为它的速度比字串来得快,所以可以利用符号代替字串,通常在#之后可接一个名称,例如: #newType 这表示有一个符号为newType,事实上它可以当作是一个值,是指定给某一个变量的,例如: put #newType into newType 这表示将#newType 这个值放在变量newType 之中。

符号可以与阵列配全着一起使用,例如: [#a:1, #b:2, #c:3] 这就表示一个含有内容的阵列property list,其中的项目是一个符号对应一个数值。

可以视符号为这个数值的描述文字,与字串比较起来,符号的处理速度比较快,所以某些时候选择符号是比较好的做法。

当然不一定非这样用不可,但是符号的确是一个很方便的工具。

-符号语法: -expression 算术符号中的负号。

它的功能是可以将某个数值变为负数,具有算术式中的减号性质。

--符号语法: --[comment] 在编写程序时希望为程序加上说明的文字,以便以后的维护工作,如图1所示。

图1就是一个很好的例子,因为在指令的最前面记录着程序的编写者及编写的时间。

lingo中的函数

lingo中的函数

lingo‎中的函数2007-09-01 15:11一、数学函数LINGO‎提供了大量‎的标准数学‎函数:@abs(x) 返回x的绝‎对值@sin(x) 返回x的正‎弦值,x采用弧度‎制@cos(x) 返回x的余‎弦值@tan(x) 返回x的正‎切值@exp(x) 返回常数e‎的x次方@log(x) 返回x的自‎然对数@lgm(x) 返回x的g‎a mma函‎数的自然对‎数(当x 为整数‎时lgm(x)=log(x-1)!;当x不为整‎数时,采用线性插‎值得到结果‎)。

@sign(x) 如果x<0返回-1;否则,返回1@floor‎(x) 返回x的整‎数部分。

当x>=0时,返回不超过‎x的最大整‎数;当x<0时,返回不低于‎x的最大整‎数。

@pow(x,y)指数函数,返回x的y‎次方的值。

@sqr(x) 平方函数,返回x的平‎方(既x*x)的值。

@sqrt(x) 平方根函数‎,返回x的正‎的平方根的‎值。

@sign(x) 符号函数,返回x的符‎号值(x<0时返回-1,x>=0时返回+1)。

@mod(x,y) 模函数,返回x对y‎取模的结果‎,既x除以y‎的余数,这里x和y‎应该是整数‎@smax(x1,x2,…,xn) 返回x1,x2,…,xn中的最‎大值@smin(x1,x2,…,xn) 返回x1,x2,…,xn中的最‎小值二、变量定界函‎数@BND(L,X,U):限制L<=X<=U。

注意LIN‎G O中没有‎与LIND‎O命令SL‎B,SUB类似‎的函数@SLB和@SUB@BIN(X):限制X为0‎或1。

@FREE(X):取消对X的‎符号限制(即可取负数‎、0或正数)。

@GIN(X):限制X为正‎数。

三、概率函数1.@pbn(p,n,x)二项分布的‎累积分布函‎数。

当n和(或)x不是整数‎时,用线性插值‎法进行计算‎。

2.@pcx(n,x)自由度为n‎的χ2分布‎的累积分布‎函数。

lingo函数

lingo函数

六、集操作函数
• 2.@index([set_name,] primitive_set_element) 该函数 返回在集set_name中原始集成员primitive_set_element的 索引。如果set_name被忽略,那么LINGO将返回与 primitive_set_element匹配的第一个原始集成员的索引。 如果找不到,则产生一个错误。 • 例8 如何确定集成员(B,Y)属于派生集S3。 • sets: • S1/A B C/; • S2/X Y Z/; • S3(S1,S2)/A X, A Z, B Y, C X/; • endsets • X=@in(S3,@index(S1,B),@index(S2,Y)); • 看下面的例子,表明有时为@index指定集是必要的。
三、金融函数
• 目前LINGO提供了两个金融函数。 • 1.@fpa(I,n) • 返回如下情形的净现值:单位时段利率为I, 连续n个时段支付,每个时段支付单位费用。 若每个时段支付x单位的费用,则净现值可 用x乘以@fpa(I,n)算得。@fpa的计算公式 为 • 净现值就是在一定时期内为了获得一定收 益在该时期初所支付的实际费用。
二、数学函数
• @lgm(x) 返回x的gamma函数的自然对数 • @sign(x) 如果x<0返回-1;否则,返回1 • @floor(x) 返回x的整数部分。当x>=0时, 返回不超过x的最大整数;当x<0时,返回 不低于x的最大整数。 • @smax(x1,x2,…,xn) 返回x1,x2,…,xn 中的最大值 • @smin(x1,x2,…,xn) 返回x1,x2,…,xn 中的最小值
四、概率函数
• 10.@psl(x) 单位正态线性损失函数,即返回 max(0,z-x)的期望值,其中随机变量z服从标准正态分 布。 • 11.@psn(x) 标准正态分布的累积分布函数。 • 12.@ptd(n,x) 自由度为n的t分布的累积分布函数。 • 13.@qrand(seed) 产生服从(0,1)区间的拟随机数。 @qrand只允许在模型的数据部分使用,它将用拟随机 数填满集属性。通常,声明一个m×n的二维表,m表 示运行实验的次数,n表示每次实验所需的随机数的个 数。在行内,随机数是独立分布的;在行间,随机数 是非常均匀的。这些随机数是用“分层取样”的方法 产生的。

资料:lingo新手入门共4章

资料:lingo新手入门共4章

1.LINGO入门2.在LINGO中使用集合3. 运算符和函数4. LINGO的主要菜单命令5. LINGO命令窗口•.LG4:LINGO格式的模型文件,保存了模型窗口中所能够看到的所有文本和其他对象及其格式信息;•.LNG:文本格式的模型文件,不保存模型中的格式信息(如字体、颜色、嵌入对象等);•.LDT:LINGO数据文件;•.LTF:LINGO命令脚本文件;•.LGR:LINGO报告文件;•.LTX:LINDO格式的模型文件;•.MPS:示MPS(数学规划系统)格式的模型文件。

除“LG4”文件外,另外几种格式的文件都是普通的文本文件,可以用任何文本编辑器打开和编辑。

注:凡是可以从一个约束直接解出变量取值时,这个变量就不认为是决策变量而是固定变量,不列入统计中;只含有固定变量的约束也不列入约束统计中。

一个简单的LINGO 程序例 直接用LINGO 来解如下二次规划问题:程序语句输入的备注:LINGO 总是根据“MAX=”或“MIN=”寻找目标函数,而除注释语句和TITLE()()()()22121122121212982770.321..100223,04Max x x x x x x s t x x x x x x +---+≤≤≥为整数语句外的其他语句都是约束条件,因此语句的顺序并不重要。

限定变量取整数值的语句为“@GIN(X1)”和“@GIN(X2)”,不可以写成“@GIN(2)”,否则LINGO将把这个模型看成没有整数变量。

LINGO中函数一律需要以“@”开头,其中整型变量函数(@BIN、@GIN)和上下界限定函数(@FREE、@SUB、@SLB)与LINDO中的命令类似。

而且0/1变量函数是@BIN函数。

输出结果:•运行菜单命令“LINGO|Solve”•输出结果备注:LINGO是将它作为PINLP(纯整数非线性规划)来求解,因此找到的是局部最优解。

通过菜单“WINDOW| Status Window”看到状态窗口,可看到最佳目标值“Best Obj”与问题的上界“Obj Bound”已经是一样的,当前解的最大利润与这两个值非常接近,是计算误差引起的。

LINGO常用函数

LINGO常用函数

对变量的取值范围附加限制,共有以下四种:•@BND(L, X, U) :限制L <= X <= U。

注意LINGO中没有与LINDO命令SLB、SUB类似的函数@SLB和@SUB•@BIN(X) :限制X为0或1。

注意LINDO中的命令是INT,但LINGO 中这个函数的名字却不是@INT(X)•@FREE(X):取消对X的符号限制(即可取负数、0或正数)•@GIN(X):限制X为整数lingo常用函数4.1基本运算符这些运算符是非常基本的,甚至可以不认为它们是一类函数。

事实上,在LINGO 中它们是非常重要的。

4.1.1算术运算符算术运算符是针对数值进行操作的。

LINGO提供了5种二元运算符:^乘方﹡乘/除﹢加﹣减LINGO唯一的一元算术运算符是取反函数“﹣”。

这些运算符的优先级由高到底为:高﹣(取反)^﹡/低﹢﹣运算符的运算次序为从左到右按优先级高低来执行。

运算的次序可以用圆括号“()”来改变。

4.1.2逻辑运算符在LINGO中,逻辑运算符主要用于集循环函数的条件表达式中,来控制在函数中哪些集成员被包含,哪些被排斥。

在创建稀疏集时用在成员资格过滤器中。

LINGO具有9种逻辑运算符:#not#否定该操作数的逻辑值,#not#是一个一元运算符#eq#若两个运算数相等,则为true;否则为false#ne# 若两个运算符不相等,则为true;否则为false#gt# 若左边的运算符严格大于右边的运算符,则为true;否则为false#ge#若左边的运算符大于或等于右边的运算符,则为true;否则为false#lt#若左边的运算符严格小于右边的运算符,则为true;否则为false#le#若左边的运算符小于或等于右边的运算符,则为true;否则为false#and#仅当两个参数都为true时,结果为true;否则为false#or# 仅当两个参数都为false时,结果为false;否则为true这些运算符的优先级由高到低为:高 #not##eq# #ne# #gt# #ge# #lt# #le#低 #and# #or#4.1.3关系运算符在LINGO中,关系运算符主要是被用在模型中,来指定一个表达式的左边是否等于、小于等于、或者大于等于右边,形成模型的一个约束条件。

lingo运算符号和函数

lingo运算符号和函数

4.1.2 逻辑运算符在LINGO中,逻辑运算符主要用于集循环函数的条件表达式中,来控制在函数中哪些集成员被包含,哪些被排斥。

在创建稀疏集时用在成员资格过滤器中。

LINGO具有9种逻辑运算符:#not# 否定该操作数的逻辑值,#not#是一个一元运算符#eq# 若两个运算数相等,则为true;否则为flase#ne# 若两个运算符不相等,则为true;否则为flase#gt# 若左边的运算符严格大于右边的运算符,则为true;否则为flase#ge# 若左边的运算符大于或等于右边的运算符,则为true;否则为flase#lt# 若左边的运算符严格小于右边的运算符,则为true;否则为flase#le# 若左边的运算符小于或等于右边的运算符,则为true;否则为flase#and# 仅当两个参数都为true时,结果为true;否则为flase#or# 仅当两个参数都为false时,结果为false;否则为true这些运算符的优先级由高到低为:高 #not##eq# #ne# #gt# #ge# #lt# #le#低 #and# #or#例4.2逻辑运算符示例2 #gt#3 #and#4 #gt# 2,其结果为假(0)。

4.1.3 关系运算符在LINGO中,关系运算符主要是被用在模型中,来指定一个表达式的左边是否等于、小于等于、或者大于等于右边,形成模型的一个约束条件。

关系运算符与逻辑运算符#eq#、#le#、#ge#截然不同,前者是模型中该关系运算符所指定关系的为真描述,而后者仅仅判断一个该关系是否被满足:满足为真,不满足为假。

LINGO有三种关系运算符:“=”、“<=”和“>=”。

LINGO中还能用“<”表示小于等于关系,“>”表示大于等于关系。

LINGO并不支持严格小于和严格大于关系运算符。

然而,如果需要严格小于和严格大于关系,比如让A严格小于B:A<B,那么可以把它变成如下的小于等于表达式:A+ε<=B,这里ε是一个小的正数,它的值依赖于模型中A小于B多少才算不等。

LINGO教程(基本语法)

LINGO教程(基本语法)
① 选择菜单命令
“File|Open(F3)”,可以看到 “打开文件”对话框。 (如图)
H
10
在LINGO中使用LINDO模型
② 打开“EXAM0201.LTX”文件 (如下图)
③ 选择“LINGO|Solve (Ctrl+S)”
来运行这个程序(运行状态窗口如右 图)
H
11
在LINGO中使用LINDO模型
H
18
一个简单的LINGO程序
例 直接用LINGO来解如下二次规划问题:
Max98x127x72x120.3x1x22x22 1
s.t. x1x2100
2
x12x2
3
x1,x2 0 为整数
4
输入窗口如下:
H
19
程序语句输入的备注:
•LINGO总是根据“MAX=”或“MIN=”寻找目标函数,而除注释语句和TITLE语句外的其 他语句都是约束条件,因此语句的顺序并不重要 。
H
6
从LINDO 到 LINGO LINGO 9.0功能增强,性能稳定,解答结果可靠。与LINDO相比,LINGO 软件主 要具有两大优点:
• 除具有LINDO的全部功能外,还可用于求解非线性规划问题,包括非线性整数 规划问题;
• 内置建模语言,允许以简练、直观的方式描述较大规模的优化问题,所需的数 据可以以一定格式保存在独立的文件中。
• 当前时间
8
LINGO的文件类型
•.LG4:LINGO格式的模型文件,保存了模型窗口中所能够看到的所有文本和其他对 象及其格式信息;
•.LNG:文本格式的模型文件,不保存模型中的格式信息(如字体、颜色、嵌入对象 等);
•.LDT:LINGO数据文件; •.LTF:LINGO命令脚本文件; •.LGR:LINGO报告文件; •.LTX: LINDO格式的模型文件; •.MPS:示MPS(数学规划系统)格式的模型文件。

Lingo8[1].0演示稿

Lingo8[1].0演示稿

数据部分
Lingo求解非线性规划
例5
飞机定位问题
飞机在飞行过程中,能够接受到地面上各个 监控台发出的关于飞机当前位置的信息。根据这 个信息可以比较精确地确定飞机的位置。(如下 图)。vor是高频多向导航设备,它能够测到飞 机与该设备的连线的角度信息。dme是距离测量 装置,它能够测到飞机与该设备的距离信息。图 中,飞机接收到来自3个vor发出的角度和一个 dme给出的距离(括号内是误差)。并已经知道 这些设备的(x,y)坐标。假设飞机和这些设备都 在同一个平面上。如何根据这些信息,精确地确 定当前飞机的位置?
计算结果和 程序1结果相同。 当决策变量和约 束方程很多的时 候,第2种程序显 得简洁。如果再 用第1种程序,书 写很麻烦。程序2 的三部分(可以 是四部分,包括 初值)可以任意 顺序。
enddata
例4
合理装载
一艘轮船分前、中、后三个舱位,它们的容积与最 大允载重量如表1。现有三种货物待运,已知有关数据列 在表2。又为了安全,前、中、后的实际载重量大体保持 各舱最大允许载重量的比例关系。具体要求:前、后舱 分别与中舱之间的载重量比例上偏差不超过 15%,前、后 舱之间不超过 10%。问轮船应装载 A、 B、 C 各多少件才能 使运费收入最大?
@sum(huowu(i):w(i)*x(i,1))@sum(huowu(i):w(i)*x(i,3))<=t1*@sum(huowu(i): w(i)*x(i,1)); @for(link:@gin(x)); data: t1=0.10;t2=0.15; q=600,1000,800; v=10,5,7; w=8,6,5; p=1000,700,600; m=2000,3000,1500; n=4000,5400,1500; enddata

LINGO教程(1、2.、3、4)

LINGO教程(1、2.、3、4)

LINGO教程(1、2.、3、4)[ 作者:推荐文章 | 转贴自:本站原创 | 点击数:4159 | 更新时间:2006-1-7 | 文章录入:北峰数模 ] LINGO是用来求解线性和非线性优化问题的简易工具。

LINGO内置了一种建立最优化模型的语言,可以简便地表达大规模问题,利用LINGO高效的求解器可快速求解并分析结果。

§1 LINGO快速入门当你在windows下开始运行LINGO系统时,会会得到类似下面的一个窗口:外层是主框架窗口,包含了所有菜单命令和工具条,其它所有的窗口将被包含在主窗口之下。

在主窗口内的标题为LINGO Model – LINGO1的窗口是LINGO的默认模型窗口,建立的模型都都要在该窗口内编码实现。

下面举两个例子。

例1.1如何在LINGO中求解如下的LP问题:在模型窗口中输入如下代码:min=2*x1+3*x2;x1+x2>=350;x1>=100;2*x1+x2<=600;然后点击工具条上的求解按钮即可。

例1.2使用LINGO软件计算6个发点8个收点的最小费用运输问题。

产销单位运价如下表。

使用LINGO软件,编制程序如下:model:!6发点8收点运输问题;sets:warehouses/wh1..wh6/: capacity;vendors/v1..v8/: demand;links(warehouses,vendors): cost, volume; endsets!目标函数;min=@sum(links: cost*volume);!需求约束;@for(vendors(J):@sum(warehouses(I): volume(I,J))=demand(J)); !产量约束;@for(warehouses(I):@sum(vendors(J): volume(I,J))<=capacity(I));!这里是数据;data:capacity=60 55 51 43 41 52 ;demand=35 37 22 32 41 32 43 38;cost=6 2 6 7 4 2 9 54 95 3 8 5 8 25 2 1 9 7 4 3 37 6 7 3 9 2 7 12 3 9 5 7 2 6 55 5 2 2 8 1 4 3;enddataend然后点击工具条上的求解按钮即可。

Lingo

Lingo

Lingo与优化模型山大威海应用数学系曹祝楼主要内容● 1.1 一个实际的例子● 1.2 数据集● 1.3 模型的数据部分● 1.4 集循环函数● 1.5 变量界定函数● 1.6 Lingo中的运算符和函数Lingo的两大优点●Lingo建模语言和数学表达式非常相似,易学好用●数据和模型分离,扩展性好1.1 一个实际的例子问题描述一个玩具销售公司,有6个仓库,8个分店,每个分店的销售要求必须满足,每个仓库的最大容量不能超过,求运输方案使总的运费最小。

这是一个典型的运输问题。

下面的图表示上述问题运输问题示意图仓库数据●Warehouse Widgets On Hand ●160●255●351●443●541●652分店需求数据●Vendor Widget Demand●135●237●322●432●541●632●743●838运费数据V1V2V3V4V5V6V7V8 Wh162674259 Wh249538582 Wh352197433 Wh476739271 Wh523957265 Wh655228143目标函数●数学表达式:Minimize ∑COST ij ×VOLUME ij●Lingo 表达式:MIN = @SUM( LINKS(I,J): COST(I,J) *VOLUME(I,J));需求的约束条件●数学表达式:∑VOLUMEij = DEMANDj, for all j in VENDORS ●Lingo表达式:@FOR( VENDORS( J):@SUM( WAREHOUSES( I): VOLUME( I, J)) = DEMAND( J));仓库供应的约束条件●数学表达式:∑VOLUME ij <= CAP i , for all i in WAREHOUSES ●Lingo表达式:@FOR( WAREHOUSES( I):@SUM( VENDORS( J): VOLUME( I, J))<=CAPACITY( I));完整的Lingo模型MODEL:MIN = @SUM( LINKS( I, J):COST( I, J) * VOLUME( I, J));@FOR( VENDORS( J):@SUM( WAREHOUSES( I): VOLUME( I, J)) = DEMAND( J));@FOR( WAREHOUSES( I):@SUM( VENDORS( J): VOLUME( I, J)) <=CAPACITY( I));END定义数据集●Warehouses(1~6):容量●Vendors(1~8): 需求●分店与仓库的关系:费用,运输量定义数据集SETS:WAREHOUSES / WH1 WH2 WH3 WH4 WH5 WH6/: CAPACITY;VENDORS / V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8/ : DEMAND;LINKS( WAREHOUSES, VENDORS): COST, VOLUME;ENDSETS定义数据集LINKS( WAREHOUSES, VENDORS) 1WH1-->V12 WH1-->V23WH1-->V3…47WH6-->V748WH6-->V8输入数据DATA:CAPACITY = 60 55 51 43 41 52; DEMAND = 35 37 22 32 41 32 43 38; COST = 6 2 6 7 4 2 5 94 95 3 8 5 8 25 2 1 9 7 4 3 37 6 7 3 9 2 7 12 3 9 5 7 2 6 55 5 2 2 8 1 4 3;ENDDATA 完整的程序模型求解●求解:菜单Lingo->solve 或工具栏●查看结果Lingo->solution●附加特性●命名约束名称好处:1、模型便于理解2、出现错误时,会提示是约束。

LINGO软件的基本使用方法

LINGO软件的基本使用方法

LINGO软件的求解过程
1. 确定常数
2. 识别类型
LINGO预处理程序
LP QP NLP IP 全局优化(选) 分枝定界管理程序
ILP
线性优化求解程序 1. 单纯形算法 2. 内点算法(选)
IQP
INLP
非线性优化求解程序 1、顺序线性规划法(SLP) 2、广义既约梯度法(GRG) (选) 3、多点搜索(Multistart) (选)
INV ( I ) INV ( I 1) RP( I ) OP( I ) DEM ( I ), I 1,2,3,4
INV (0) 10
MIN
I 1, 2,3, 4
{400RP(I ) 450OP(I ) 20INV (I )}
加上变量的非负约束
注:LINDO中没有数组,只能对每个季度分别定义变量, 如正常产量就要有RP1,RP2,RP3,RP4 4个变量等。 写起来就比较麻烦,尤其是更多(如1000个季度)的时候。 记四个季度组成的集合QUARTERS={1,2,3,4}, 它们就是上面数组的下标集合,而数组DEM,RP,OP, INV 对集合QUARTERS中的每个元素1,2,3,4分别对应于 一个值。LINGO正是充分利用了这种数组及其下标的关 系,引入了“集合”及其“属性”的概念,把 QUARTERS={1,2,3,4}称为集合,把DEM,RP,OP, INV称为该集合的属性(即定义在该集合上的属性)。
LINGO中定义集合及其属性
LP模型在LINGO中的一个典型输入方式
以“MODEL:”开 始


集合定义部分从 (“SETS:”到 “ENDSETS” ): 定义集合及其属性 给出优化目标 和约束 数据输入部分从 (“DATA:”到 “ENDDATA” )

LINGO的基本用法

LINGO的基本用法

LINKS (WH, VD) :C, X;
注: 如果集合的元素省略不写, 则默认衍生集合的元素取它所 对应初始集合的所有可能组合.
18
2. 数据初始化.
LINGO 教 程
如何给例2中的集合AI, DJ, C, X赋值?
DATA: AI = 60, 55, 51, 43, 41, 52; DJ = 35, 37, 22, 32, 41, 32, 43, 38; C = 6, 2, 6, 7, 4, 2, 5, 9 4, 9, 5, 3, 8, 5, 8, 2
22 逻辑运算符优先级别:#NOT#最高, #AND#和#OR#最低
例. 计算 2 #GT# 3 #AND# 4 #GT# 2
LINGO 教 程
结果为 0(FALSE)
3. 关系运算符.
关系运算符通常用在条件表达式中,用来指定约束条件表 达式左边与右边必须满足的关系. 有以下三种:
= <= >=
注:①LINGO没有单独的“<”和“>”关系,如果出现了单 个
j 1
6
xij d j , j 1, 2, ,8;
i 1
xij 0,,i 1, 2, , 6, j 1, 2, ,8;
16
1. 集合定义部分
LINGO 教 程
集合是一组相关对象构成的组合
集合分为初始(基本\原始)集合和衍生(派生)集合
集合在使用之前需要预先给出定义, 初始集合的定义三要素: 集合的名称, 集合的元素, 集合的属性(可视为与该集合有关 的变量或常量).
②“如<”果和需“要>”严,格L小IN(GO大认)为于是关省系略,了如“A=严”格. 小于B,可
以表示成:A B

lingo函数命令

lingo函数命令
运算符及其优先级
算术运算符 加、减、乘、除、乘方等数学运算(即数与数之 间的运算,运算结果也是数)。
LINGO中的算术运算符有以下5种:
+(加法), —(减法或负号), *(乘法), /(除法), ^ (求幂)。
逻辑运算符
运算结果只有“真”(TRUE)和“假”(FALSE)两个值(称为 “逻辑值”),LINGO中用数字1代表TRUE,其他值(典型的 值是0)都是FALSE。 在LINGO中,逻辑运算(表达式)通常作为过滤条件使用,逻辑 运算符有9种,可以分成两类: #AND#(与),#OR#(或),#NOT#(非):逻辑值之间的运算,也 是逻辑值。 #EQ#(等于),#NE#(不等于),#GT#(大于),#GE#(大于等 于),#LT#(小于),#LE#(小于等于):是“数与数之间”的比较, 也就是它们操作的对象本身必须是两个数, 计算得到的结果 是逻辑值。
集合操作函数
@WRAP(I,N) 此函数对N<1无定义 当I位于区间[1, N]内时直接返回I;一般地,返回 J = I - K *N , 其中J位于区间[1, N ], K为整数。即 @WRAP(I,N)= @MOD(I,N)。 但当@MOD(I,N)=0时@WRAP(I,N)=N. 此函数可以用来防止集合的索引值越界。 用户在编写LINGO程序时,应注意避免LINGO模 型求解时出现集合的索引值越界的错误。 @SIZE (set_name) 返回数据集set_name中包含元素的个数。
@SMAX(list):最大值函数,返回一列数(list)的最大值。 @SMIN(list):最小值函数,返回一列数(list)的最小值。
@SQR(X):平方函数,返回X的平方(即X*X)的值。
@SQRT(X):开平方函数,返回X的正的平方根的值。 @TAN(X):正切函数,返回X的正切值(X的单位是弧度)。

Lingo的基本使用方法

Lingo的基本使用方法
INV(0)10
加上变量的非负约束
注:LINGO中没有数组,只能对每个季度分别定义变量,如正常 产量就要有RP1,RP2,RP3,RP4 4个变量等。写起来就比较麻烦 ,尤其是更多(如1000个季度)的时候。
记四个季度组成的集合QUARTERS={1,2,3,4},它们就是上 面数组的下标集合,而数组DEM,RP,OP, INV对集合QUARTERS中 的每个元素1,2,3,4分别对应于一个值。LINGO正是充分利用 了这种数组及其下标的关系,引入了“集合”及其“属性”的概 念,把QUARTERS={1,2,3,4}称为集合,把DEM,RP,OP, INV 称为该集合的属性(即定义在该集合上的属性)。
当前时间
一个简单的LINGO程序
例1 直接用LINGO来解如下二次规划问题:
Max98x127x72x120.3x1x22x22 1
s.t. x1x2100
2
x12x2
3
x1,x20 为整数
4
输入窗口如下:
程序语句输入的备注:
LINGO总是根据“MAX=”或“MIN=”寻找目标函数,而除 注释语句和TITLE语句外的其他语句都是约束条件,因此语句 的顺序并不重要 。 限定变量取整数值的语句为“@GIN(X1)”和“@GIN(X2)”, 不可以写成“@GIN(2)”,否则LINGO将把这个模型看成没有 整数变量。 LINGO中函数一律需要以“@”开头,其中整型变量函数( @BIN、@GIN)和上下界限定函数(@FREE、@SUB、@SLB )与LINDO中的命令类似。而且0/1变量函数是@BIN函数。
因为这个量中没有考虑用上下界 命令形式给出的约束)
运行状态窗口
扩展 的求 解器( 求解 程序) 状态 框

LINGO的使用方法说明大全

LINGO的使用方法说明大全

LINGO的使用简介LINGO软件是美国的LINGO系统公司开发的一套专门用于求解最优化问题的软件包.LINGO除了能够用于求解线性规划和二次规划外,还可以用于非线性规划求解、以及一些线性和非线性方程(组)的求解等.LINGO软件的最大特色在于它允许优化模型中的决策变量为整数,即可以求解整数规划,而且执行速度快.LINGO是用来求解线性和非线性优化问题的简易工具.LINGO内置了一种建立最优化模型的语言,可以简便地表达大规模问题,利用LINGO高效的求解器可快速求解并分析结果.在这里仅简单介绍LINGO的使用方法.LINGO(Linear INteractive and General Optimizer )的基本含义是交互式的线性和通过优化求解器.它是美国芝加哥大学的 Linus Schrage 教授于1980年开发了一套用于求解最优化问题的工具包,后来经过完善成何扩充,并成立了LINDO系统公司.这套软件主要产品有:LINDO,LINGO,LINDO API和What’sBest.它们在求解最优化问题上,与同类软件相比有着绝对的优势.软件有演示版和正式版.正式版包括:求解包(solver suite)、高级版(super)、超级版(hyper)、工业版(industrial)、扩展版(extended).不同版本的LINGO对求解问题的规模有限制,如附表3-1所示.附表3-1 不同版本LINGO对求解规模的限制版本类型总变量数整数变量数非线性变量数约束数演示版 300 30 30 150求解包 500 50 50 250高级版 2000 200 200 1000超级版 8000 800 800 4000工业版 32000 3200 32000 16000扩展版无限无限无限无限3.1 LINGO程序框架LINGO可以求解线性规划、二次规划、非线性规划、整数规划、图论及网络最优化问题和最大最小求解问题,以及排队论模型中最优化等问题.一个LINGO程序一般会包括以下几个部分:(1) 集合段:集部分是LINGO模型的一个可选部分.在LINGO模型中使用集之前,必须在集部分事先定义.集部分以关键字“sets:”开始,以“endsets”结束.一个模型可以没有集部分,或有一个简单的集部分,或有多个集部分.一个集部分可以放置于模型的任何地方,但是一个集及其属性在模型约束中被引用之前必须先定义.(2) 数据段:在处理模型的数据时,需要为集部分定义的某些元素在LINGO求解模型之前为其指定值.数据部分以关键字“data:”开始,以关键字“enddata”结束.(3) 目标和约束段:这部分用来定义目标函数和约束条件等.该部分没有开始和结束的标记.主要是要用到LINGO的内部函数,尤其是与集合有关的求和与循环函数等.(4)初始段:这个部分要以关键字“INIT:”开始,以关键字“ENDINIT”结束,它的作用是对集合的属性定义一个初值.在一般的迭代算法中,如果可以给一个接近最优解的初始值,会大大减少程序运行的时间.(5) 数据预处理段:这一部分是以关键字“CALC:”开始,以关键字“ENDCALC”结束.它的作用是把原始数据处理成程序模型需要的数据,它的处理是在数据段输入完以后、开始正式求解模型之前进行的,程序语句是按顺序执行的.3.2 LINGO中集合的概念在对实际问题建模的时候,总会遇到一群或多群相联系的对象,比如工厂、消费者群体、交通工具和雇工等等.LINGO允许把这些相联系的对象聚合成集(sets).一旦把对象聚合成集,就可以利用集来最大限度地发挥LINGO建模语言的优势.现在将深入介绍如何创建集,并用数据初始化集的属性.3.2.1集的构成集是LINGO建模语言的基础,是程序设计最强有力的基本构件.借助于集能够用一个单一的、简明的复合公式表示一系列相似的约束,从而可以快速方便地表达规模较大的模型.集是一群相联系的对象,这些对象也称为集的元素.一个集可能是一系列产品、卡车或雇员.每个集的元素可能有一个或多个与之有关联的特征,把这些特征称为属性.属性值可以预先给定,也可以是未知的,有待于LINGO求解的.LINGO有两种类型的集:原始集(primitive set)和派生集(derived set).一个原始集是由一些最基本的对象组成的.一个派生集是用一个或多个其它集来定义的,也就是说,它的元素来自于其它已存在的集.3.2.2模型的集部分集部分在程序中又称为集合段,它是LINGO模型的一个可选部分.在LINGO模型中使用集之前,必须在集部分事先定义.集部分以关键字“sets:”开始,以“endsets”结束.一个模型可以没有集部分,或有一个简单的集部分,或有多个集部分.一个集部分可以放置于模型的任何地方,但是一个集及其属性在模型约束中被引用之前必须先定义.(1)原始集的定义为了定义一个原始集,必须详细说明集的名字,而集的元素和相应的属性是可选的.定义一个原始集,用下面的语法:setname[/member_list/][:attribute_list];注意:用“[]”表示该部分内容是可选的(下同).Setname是用来标记集的名字,最好具有较强的可读性.集名字必须严格符合标准命名规则:以拉丁字母或下划线为首字符,其后由拉丁字母、下划线、阿拉伯数字组成的总长度不超过32个字符的字符串,且不区分大小写.注意:该命名规则同样适用于集元素名和属性名等的命名.Member_list是集元素的列表.如果集元素放在集定义中,那么对它们可采取显式和隐式罗列两种方式.如果集元素不放在集定义中,那么可以在随后的数据部分定义.①当显式罗列元素时,必须为每个元素输入一个不同的名字,中间用空格或逗号隔开,允许混合使用.例3.1 定义一个名为friends的原始集,它具有元素John,Jill,Rose和Mike,其属性有sex和age:sets:friends/John Jill, Rose Mike/: sex, age;endsets②当隐式罗列元素时,不必罗列出每个集元素.可采用如下语法:setname/member1..member N/[: attribute_list];这里的member1是集的第一个元素名,member N是集的最后一个元素名.LINGO将自动产生中间的所有元素名.LINGO也接受一些特定的首元素名和末元素名,用于创建一些特殊的集.③集元素不放在集定义中,而在随后的数据部分来定义.例3.2!集部分;sets:friends:sex,age;endsets!数据部分;data:friends,sex,age=John,1,16 Jill,0,14 Rose,0,17 Mike,1,13;enddata注意:开头用感叹号(!),末尾用分号(;)表示注释,可跨多行.在集部分只定义了一个集friends,并未指定元素.在数据部分罗列了集元素John,Jill,Rose和Mike,并对属性sex和age分别给出了值.集元素无论用何种字符标记,它的索引都是从1开始连续计数.在attribute_ list可以指定一个或多个集元素的属性,属性之间必须用逗号隔开.LINGO内置的建模语言是一种描述性语言,用它可以描述现实世界中的一些问题,然后再借助于LINGO 求解器求解.因此,集属性的值一旦在模型中被确定,就不可能再更改.只有在初始部分中给出的集属性值在以后的求解中可更改.这与前面并不矛盾,初始部分是LINGO求解器的需要,并不是描述问题所必须的.(2) 定义派生集为了定义一个派生集,必须详细说明集的名字和父集的名字,而集元素和属性是可选的.可用下面的语法定义一个派生集:setname(parent_set_list)[/member_list/][:attribute_list];setname是集的名字.parent_set_list是已定义的集的列表,多个时要用逗号隔开.如果没有指定成员列表,那么LINGO会自动创建父集元素的所有组合作为派生集的元素.派生集的父集既可以是原始集,也可以是其它的派生集.例3.3sets:product/A,B/;machine/M,N/;week/1..2/;allowed(product,machine,week):x;endsetsLINGO生成了三个父集的所有组合共八组作为allowed集的元素,列表如下:编号元素1 (A,M,1)2 (A,M,2)3 (A,N,1)4 (A,N,2)5 (B,M,1)6 (B,M,2)7 (B,N,1)8 (B,N,2)元素列表被忽略时,派生集成员由父集成员所有的组合构成,这样的派生集成为稠密集.如果限制派生集的成员,使它成为父集成员所有组合构成的集合的一个子集,这样的派生集成为稀疏集.同原始集一样,派生集元素的说明也可以放在数据部分.一个派生集的元素列表有两种方式生成:①显式罗列;②设置元素选择的过滤器.当采用方式①时,必须显式罗列出所有要包含在派生集中的元素,并且罗列的每个元素要属于稠密集.使用前面的例子,显式罗列派生集的元素,如:allowed(product,machine,week)/A M 1,A N 2,B N 1/;如果需要生成一个大的、稀疏的集,那么显式罗列就十分麻烦.但是许多稀疏集的元素都满足一些条件,可以把这些逻辑条件看作过滤器,在LINGO生成派生集的元素时把使逻辑条件为假的元素从稠密集中过滤掉.例3.4sets:!学生集:性别属性sex,1表示男性,0表示女性;年龄属性age;students/John,Jill,Rose,Mike/:sex,age;!男学生和女学生的联系集:友好程度属性friend![0,1]之间的数;linkmf(students,students)|sex(&1)#eq#1#and#sex(&2)#eq#0: friend;!男学生和女学生的友好程度大于0.5的集;linkmf2(linkmf) | friend(&1,&2) #ge# 0.5 : x;data:sex,age =1 16,0 14,0 17,0 13;friend =0.3,0.5,0.6;enddata用竖线(|)来标记一个元素过滤器的开始.#eq#是逻辑运算符,用来判断是否“相等”. &1可看作派生集的第1个原始父集的索引,它取遍该原始父集的所有元素;&2可看作派生集的第2 个原始父集的索引,它取遍该原始父集的所有元素;&3,&4,…,依此类推.注意如果派生集B的父集是另外的派生集A,那么上面所说的原始父集是集A向前回溯到最终的原始集,其顺序保持不变,并且派生集A的过滤器对派生集B仍然有效.因此,派生集的索引个数是最终原始父集的个数,索引的取值是从原始父集到当前派生集所作限制的总和.3.3 LINGO数据部分和初始部分在处理模型的数据时,需要为集指定一些元素并且在LINGO求解模型之前为集的某些属性指定数值.为此,LINGO为用户提供了两个可选部分:输入集元素数值的数据部分(Data Section)和为决策变量设置初始值的初始部分(Init Section).3.3.1数据部分(1) 数据部分入门数据部分以关键字“data:”开始,“enddata”结束.在这里,可以指定集元素和集的属性.其语法如下:object_list = value_list;对象列(object_list)包含要指定值的属性名、要设置集元素的集名,用逗号或空格隔开.一个对象列中只能有一个集名,而属性名可以有任意多个.如果对象列中有多个属性名,那么它们的类型必须一致.数值列(value_list)包含要分配给对象列中对象的值,用逗号或空格隔开.注意属性值的个数必须等于集元素的个数.例3.5sets:SET0/A,B,C/: X,Y;endsetsdata:X=1,2,3;Y=4,5,6;enddata在集SET0中定义了两个属性X和Y.X的三个值是1,2,3,Y的三个值是4,5,6.也可采用如下例子中的复合数据说明(data statement)实现同样的功能.sets:SET0/A,B,C/: X,Y;endsetsdata:X,Y=1 4 2,5 3 6;enddata如果对象列中有n个对象,LINGO在为对象指定值时,首先在n个对象的第1个索引处依次分配数值列中的前n个对象,然后在n个对象的第2个索引处依次分配数值列中紧接着的n个对象,…,依此类推.(2) 参数输入在数据部分也可以指定一些标量变量(scalar variables).当一个标量变量在数据部分确定时,称之为参数.例如,假设模型中用利率9%作为一个参数,就可以输入一个利率作为参数.例3.7data:interest_rate = .09;enddata实际中也可以同时指定多个参数.如:data:interest_rate,inflation_rate = .09, .025;enddata(3) 实时数据处理在某些情况下,模型中的某些数据并不是定值.譬如模型中有一个参数在2%至6%范围内,对不同的值求解模型,观察模型的结果对参数依赖的程度,那么把这种情况称为实时数据处理.处理方法是在该语句的数值后面输入一个问号(?).例3.8data:interest_rate,inflation_rate = .09 ?;enddata在每一次求解模型时,LINGO都会提示为参数inflation_rate输入一个值.在WINDOWS操作系统下,将会看到一个如下面的对话框:直接输入一个值再点击OK按钮,LINGO就会把输入的值指定赋给inflation_rate,然后继续求解模型.除了参数之外,也可以实时输入集的属性值,但不允许实时输入集元素名.(4) 指定属性为一个值可以在数据定义的右边输入一个值来把所有的元素的该属性指定为一个值.如下面的例子.sets:days /MO,TU,WE,TH,FR,SA,SU/:needs;endsetsdata:needs = 40;enddataLINGO将用40指定days集的所有元素的needs属性.对于多个属性的情形如下:sets:days /MO,TU,WE,TH,FR,SA,SU/:needs,cost;endsetsdata:needs cost = 40 90;enddata(5) 数据部分的未知数值表示法有时候只需为一个集的部分元素的某个属性指定数值,而让其余元素的该属性是未知的,以便让LINGO 去求出它们的最优值.在数据定义中输入两个相连的逗号表示该位置对应元素的属性值未知,两个逗号间可以有空格.例3.10sets:years/1..6/: capacity;endsetsdata:capacity = ,24,40,,,;enddata属性capacity的第2个和第3个值分别为24和40,其余的未知.3.3.2初始部分初始部分是LINGO提供的另一个可选内容.在初始部分中,与数据部分中的数据定义相同,可以输入初始定义(initialization statement).在对实际问题的建模时,初始部分并不起到描述模型的作用,初始部分输入的值仅被LINGO求解器当作初始值来使用,并且仅仅对非线性模型有用.这与数据部分指定变量的值不同,LINGO求解器可以自由改变初始部分初始化变量的数值.一个初始部分以关键字“init:”开始,以关键字“endinit”结束.初始部分的初始定义规则和数据部分的数据定义规则相同.也就是说,可以在定义的左边同时初始化多个集属性,即可以把集属性初始化为一个数值,也可以用问号定义为实时数据,还可以用逗号指定为未知数值.例3.11X,Y = 1,0;endinitY=@log(X);X^2+Y^2<=1;3.4 LINGO函数3.4.1运算符及其优先级LINGO 中的运算符可以分为三类:算数运算符、逻辑运算符和关系运算符.(1) 算数运算符算数运算符分为5种: (加法), (减法), (乘法), (除法), (求幂).(2) 逻辑运算符逻辑运算符分为两类:#AND#(与),#OR#(或),#NOT#(非):这3个运算符是参与逻辑值之间的运算,其结果还是逻辑值.运算符#EQ#(等于),#NE#(不等于),#GT#(大于),#GE#(大于等于),#LT#(小于),#LE#(小于等于)是用于“数与数之间”的比较,其结果是实逻辑值.(3) 关系运算符LINGO中有3种关系运算符:<(小于等于),>(大于等于),=(等于).注意LINGO中优化模型的约束一般没有严格大于、严格小于,要和逻辑运算符区分开.运算符的优先等级如附表3-2所示.附表3-2 运算符的优先级优先级运算符高级#NOT# ,-(负号)^* ,/+,-#EQ#,#NE#,#GT#,#GE#,#LT#,#LE#, #AND#,#OR#最低< ,+ ,>3.4.2 LINGO数学函数(1) 基本数学函数LINGO中有相当丰富的数学函数,这些函数的用法简单.下面列表对各个函数的用法做简单的介绍,具体情况如附表3-3所示.(2) 集合循环函数集合循环是指对集合上的元素(下标)进行循环操作的函数,它的一般用法如下:@function(setname[(set_index_list)[|condition]]:expression_list);其中function是集合函数名,是FOR,MAX,MIN,PROD,SUM五种之一.setname是集合名;set_index_list 是集合索引列表(可以省略);condition是实用逻辑表达式描述的过滤条件(通常含有索引,可以省略);expression_list是一个表达式(对@FOR可以是一组表达式).下面对具体的集合函数作如下解释:@FOR(集合元素的循环函数):对集合setname的每个元素独立生成表达式,表达式由expression_list 描述.@MAX(集合属性的最大值):返回集合setname上的表达式的最大值.@MIN(集合属性的最小值) :返回集合setname上的表达式的最小值.@PROD(集合元素的乘积函数):返回集合setname上的表达式的积.@SUM(集合元素的求和函数) :返回集合setname上的表达式的和.表附3-3 基本数学函数函数调用格式含义@ABS(X) 返回X的绝对值@COS(X) 返回X的余弦值(X单位是弧度)@SIN(X) 返回X的正弦值(X单位是弧度)@FLOOR(X) 返回X的整数部分@LGM(X) 返回X的伽马(Gamma)函数的自然对数值@LOG(X) 返回X的自然对数值@MOD(X,Y) 返回X对Y取模的结果@POW(X,Y) 返回X Y的值@SIGN(X) 返回X的符号值@EXP(X) 返回e X的值@SMAX(LIST) 返回一列数的最大值@SMIN(LIST) 返回一列数的最小值@SQR(X) 返回X的平方@SQRT(X) 返回X的正的平方根值@TAN(X) 返回X的正切值(3) 集合操作函数集合操作函数是对集合进行操作的函数,主要有4种,下面分别介绍它们的一般用法.1)@INDEX([set_name,]primitive_set_element)这个函数给出元素primitive_set_element在集合set_name中的索引值(即按定义集合时元素出现顺序的位置编号).如果省略编号set_name,LINGO按模型中定义的集合顺序找到第一个含有元素primitive_set_element的集合,并返回索引值.通过下面例子解释函数的使用方法.例如,假设定义一个女孩的姓名集合和一个男孩的姓名集合:SETS:GIRLS/DEBBLE,SUE,ALICE/;BOYS/BOB,JOE,SUE,FRED/;ENDSETS注意到女孩集和男孩集中都有一个为SUE的元素,如果要调用此函数@INDEX(SUE),则得到返回索引值是2.因为集合GIRLS在集合BOYS之前,则索引函数只对集合GIRLS检索.如果想查找男孩集中的SUE,则应该使用@INDEX(BOYS,SUE),则此时得到的索引值是3.2)@IN(set_name,primitive_index_1[,primitive_index_2 …])这个函数用于判断一个集合中是否含有某个索引值.它的返回值是1(逻辑值“真”),或是0(逻辑值“假”).例3.12全集为I,B是I的一个子集,C是B的补集.sets:I/x1..x4/;B(I)/x2/;C(I)|#not#@in(B,&1):;endsets3)@wrap(index,limit)该函数返回j=index-k*limit,其中k是一个整数,取适当值保证j落在区间[1,limit]内.该函数相当于index模limit再加1.该函数在循环、多阶段计划编制中特别有用.4)@size(set_name)该函数返回集set_name的元素个数.在LINGO模型中,如果没有明确给出集的大小,则使用该函数能够使模型中的数据变化和集的大小改变更加方便.(4) 变量定界函数变量界定函数能够实现对变量取值范围的附加限制,共4种:1)@bin(x)表示限制就是x为0或1;2)@bnd(L,x,U)表示限制变量x满足;3)@free(x)表示取消对变量x的默认下界为0的限制,即x可以取任意实数;4)@gin(x)表示限制变量x为整数.在默认情况下,LINGO规定变量是非负的,即下界值为0,上界为+∞.@free取消了默认的下界为0的限制,使变量也可以取负值.@bnd用于设定一个变量的上下界,它也可以取消默认下界为0的约束.(5) 概率论中相关函数1)@pbn(p,n,x)二项分布的分布函数,当n和(或)x不是整数时,用线性插值法进行计算.2)@pcx(n,x)自由度为n的χ2分布的分布函数在x点的取值.3)@peb(load,x)当到达负荷(平均服务强度)为load,服务系统有x个服务台,且系统容量无限时的Erlang繁忙概率,多用于解决排队问题.4)@pel(load,x)当到达负荷(平均服务强度)为load,服务系统有x个服务台,系统容量为有限时的Erlang繁忙概率,多用于解决排队问题.5)@pfd(n,d,x)自由度为n和d的F分布的分布函数在x点的取值.6)@pfs(load,x,c)当负荷上限为load,顾客数为c,平行服务台数量为x时,顾客源有限的Poisson服务系统的等待或有返回顾客数的期望值.load是顾客数乘以平均服务时间,再除以平均返回时间.当c和(或)x不是整数时,采用线性插值进行计算.7)@phg(pop,g,n,x)超几何(Hypergeometric)分布的分布函数.pop表示产品总数,g是正品数.从所有产品中任意取出n(n≤pop)件.pop,g,n和x都可以是非整数,这时采用线性插值进行计算.8)@ppl(a,x)Poisson分布的线性损失函数,即返回max(0,z-x)的期望值,其中随机变量z服从均值为a的Poisson 分布.9)@pps(a,x)均值为a的Poisson分布的分布函数在x点的取值.当x不是整数时,采用线性插值进行计算.10)@psl(x)单位正态线性损失函数,即返回max(0,z-x)的期望值,其中随机变量z服从标准正态分布.11)@psn(x)标准正态分布的分布函数在x点的取值.12)@ptd(n,x)自由度为n的t分布的分布函数在x点的取值.13)@qrand(seed)产生(0,1)区间的拟随机数.@qrand只允许在模型的数据部分使用,它将用拟随机数填满集属性.通常定义一个m×n的二维表,m表示运行实验的次数,n表示每次实验所需的随机数的个数.在行内,随机数是独立分布的;在行间,随机数是非均匀的.这些随机数是用“分层取样”的方法产生的.目前LINGO提供了两个金融函数.1)@fpa(I,n)返回如下情形的净现值:单位时段利率为I,连续n个时段支付,每个时段支付单位费用.若每个时段支付x单位的费用,则净现值可用x乘以@fpa(I,n)得到.@fpa的计算公式为.净现值就是在一定时期内为了获得一定收益,在该时期初所支付的实际费用.2)@fpl(I,n)返回如下情形的净现值:单位时段利率为I,第n个时段支付单位费用.@fpl(I,n)的计算公式为.这两个函数间的关系:.(7)输入和输出函数输入和输出函数可以把模型与外部数据(如文本文件、数据库和电子表格等)连接起来.1)@file函数该函数用于从外部数据文件中输入数据,它可以放在模型中任何地方.该函数的语法格式为@file(’filename’).这里filename是文件名,可以采用相对路径和绝对路径两种表示方式.记录结束标记(~)之间的数据文件部分称为记录.如果数据文件中没有记录结束标记,那么整个文件被看作单个记录.除了记录结束标记外,从模型外部调用的文本和数据同在模型里是一样的.下面介绍一下在数据文件中的记录结束标记连同模型中@file函数调用是如何工作的.当在模型中第一次调用@file函数时,LINGO打开数据文件,然后读取第一个记录;第二次调用@file 函数时,LINGO读取第二个记录等等.文件的最后一条记录可以没有记录结束标记,当遇到文件结束标记时,LINGO会读取最后一条记录,然后关闭文件.如果最后一条记录也有记录结束标记,那么直到LINGO 求解完成模型后关闭该文件.注意,如果有多个文件同时保持打开状态,可能就会导致一些问题,LINGO允许同时打开文件的上限数是16.在LINGO中不允许嵌套调用@file函数.2)@text函数该函数被用在数据部分,用来把求解结果输出至文本文件中.它可以输出集元素和集属性值.其语法为@text([’filename’])这里filename是文件名,可以采用相对路径和绝对路径两种表示方式.如果忽略filename,那么数据就被输出到标准输出设备(大多数情形都是屏幕).@text函数仅能出现在模型数据部分的一条语句的左边,右边是集名(用来输出该集的所有元素名)或集属性名(用来输出该集属性的值).用接口函数产生输出的数据定义称为输出操作.输出操作仅当求解器求解完模型后才执行,执行次序取决于其在模型中出现的先后.@OLE是从EXCEL中引入或输出数据的接口函数,它是基于传输的OLE技术.OLE传输直接在内存中传输数据,并不借助于中间文件.当使用@OLE时,LINGO先装载EXCEL,再通知EXCEL装载指定的电子数据表,最后从电子数据表中获得Ranges.为了使用@OLE函数,必须有EXCEL5及其以上版本.@OLE函数可在数据部分和初始部分引入数据.@OLE可以同时读集元素和集属性,集元素最好使用文本格式,集属性最好使用数值格式.原始集每个集元素需要一个单元(cell),而对于n元的派生集每个集元素需要n个单元,这里第一行的n个单元对应派生集的第一个集元素,第二行的n个单元对应派生集的第二个集元素,依此类推.4)@ranged(variable_or_row_name)为了保持最优基不变,变量的费用系数或约束行的右端项允许减少的量.5)@rangeu(variable_or_row_name)为了保持最优基不变,变量的费用系数或约束行的右端项允许增加的量.6)@status()返回LINGO求解模型后的结束状态:0 --- Global Optimum(全局最优);1 --- Infeasible(不可行);2 --- Unbounded(无界);3 --- Undetermined(不确定);4 --- Feasible(可行);5 --- Infeasible or Unbounded(通常需要关闭“预处理”选项后重新求解模型,以确定模型究竟是不可行还是无界)6 --- Local Optimum(局部最优);7 --- Locally Infeasible(局部不可行,尽管可行解可能存在,但是LINGO并没有找到一个);8 --- Cutoff(目标函数的截断值被达到);9 --- Numeric Error(求解器因在某约束中遇到无定义的算术运算而停止).通常,如果返回值不是0,4或6时,那么解将不可信,几乎不能用.该函数仅被用在模型的数据部分来输出数据.7)@dual(variable_or_row_name)返回变量的判别数(检验数)或约束行的对偶(影子)价格(dual prices).(8) 辅助函数1)@if(logical_condition,true_result,false_result)@if函数将评价一个逻辑表达式logical_condition是否为真,如果为真,返回true_ result,否则返回false_result.2)@warn(’text’,logical_condition)如果逻辑条件logical_condition为真,则产生一个内容为’text’的信息框.。

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3.@wrap(index,limit) 该函数返回 j=index-k*limit,其中k是一个整 数,取适当值保证j落在区间[1, limit]内。该 函数相当于index模 limit再加1。该函数在循 环、多阶段计划编制中特别有用。 4.@size(set_name) 该函数返回集set_name的成员个数。在模型 中明确给出集大小时最好使用该函数。它的 使用使模型更加数据中立,集大小改变时也 更易维护。
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3、关系运算符 有三种关系运算符:“=”、“<=”和“>=”。 LINGO中还能用“<”表示小于等于关系,“>” 表示大于等于关系。LINGO并不支持严格小 于和严格大于关系运算符。然而,如果需要 严格小于和严格大于关系,比如让 A 严格小 于 B ,那么可以把它变成如下的小于等于表 达式:A+ε<=B, 这里ε是一个小的正数,它的值依赖于模型 中A小于B多少才算不等。
第三讲 LINGO中的运算符和函数
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LINGO有9种类型的函数: 基本运算符:包括算术运算符、逻辑运算 符和关系运算符 数学函数:三角函数和常规的数学函数 金融函数:LINGO提供的两种金融函数 概率函数:LINGO提供了大量概率函数 变量界定函数:用来定义变量的取值范围 集操作函数:为对集的操作提供帮助 集循环函数:遍历集的元素,执行一定的 操作的函数 数据输入输出函数:这类函数允许模型和外 部数据源相联系,进行数据的输入输出 辅助函数:各种杂类函数
#not# #eq# #ne# #gt# #ge# #lt# #le# #and# #or# 否定该操作数的逻辑值,#not#是一个一元运算符 若两个运算数相等,则为 true;否则为 flase 若两个运算符不相等,则为 true;否则为 flase 若左边的运算符严格大于右边的运算符,则为 true;否则为 flase 若左边的运算符大于或等于右边的运算符,则为 true;否则为 flase 若左边的运算符严格小于右边的运算符,则为 true;否则为 flase 若左边的运算符小于或等于右边的运算符,则为 true;否则为 flase 仅当两个参数都为 true 时,结果为 true;否则为 flase 仅当两个参数都为 false 时,结果为 false;否则为 true
Ranges是自左而右、自上而下来读
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4.@ranged(variable_or_row_name) 为了保持最优基不变,变量的费用系数或约 束行的右端项允许减少的量。 5.@rangeu(variable_or_row_name) 为了保持最优基不变,变量的费用系数或约 束行的右端项允许增加的量。 6.@status() 返回LINGO求解模型结束后的状态。通常, 如果返回值不是0、4或6时,那么解将不可 信,几乎不能用。
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@smax(x1,x2,„,xn)
@smin(x1,x2,„,xn)
返回x1,x2,„,xn 中的最大值 返回x1,x2,„,xn 中的最小值
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三、变量界定函数
变量界定函数实现对变量取值范围的附加限 制,共4种: @bin(x) 限制x为0或1 @bnd(L,x,U) 限制L≤x≤U @free(x) 取消对变量x的默认下界为0的 限制,即x可以取任意实数 @gin(x) 限制x为整数 在默认情况下,LINGO规定变量是非负的。 @bnd(L,x,U)和 @free(x) 都可取消此限制
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@OLE可以同时读集成员和集属性,集成员 最好用文本格式,集属性最好用数值格式。 原始集每个集成员需要一个单元(cell),而对 于n元的派生集每个集成员需要n个单元,这 里第一行的 n 个单元对应派生集的第一个集 成员,第二行的 n 个单元对应派生集的第二 个集成员,依此类推。 @OLE只能读一维或二维的Ranges(连续的)
把记录结束标记(~)之间的数据文件部分称 为记录。如果数据文件中没有记录结束标记, 那么整个文件被看作单个记录。
注意到除了记录结束标记外,模型的文本和 数据同它们直接放在模型里是一样的。
同时打开文件的上限为16 不允许嵌套调用@file函数
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2.@text函数 该函数被用在数据部分用来把解输出至文本 文件中。它可以输出集成员和集属性值。其 语法为 @text([’filename’]) 这里filename是文件名,可以采用相对路径 和绝对路径两种表示方பைடு நூலகம்。如果忽略文件名, 那么数据就被输出到标准输出设备(大多数 情形都是屏幕)。
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五、集循环函数
集循环函数遍历整个集进行操作。其语法为
@function(setname[(set_index_list)[|conditional_qualifier]]: expression_list);
1.@for 该函数用来产生对集成员的约束。基于建模 语言的标量需要显式输入每个约束,不过此 函数允许只输入一个约束,然后LINGO自动 产生每个集成员的约束。
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3.@ole函数 @OLE是从EXCEL中引入或输出数据的接口 函数,它是基于传输的OLE技术。OLE传输 直接在内存中传输数据,并不借助于中间文 件。当使用@OLE时,LINGO先装载EXCEL, 再通知EXCEL装载指定的电子数据表,最后 从电子数据表中获得Ranges。为了使用OLE函 数,必须有EXCEL5及其以上版本。 OLE函数可在数据部分和初始部分引入数据。
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四、集操作函数
1.@in(set_name,primitive_index_1 [,p_i_2,…]) 如果元素在指定集中,返回1;否则返回0。 2.@index([set_name,] primitive_set_element) 该函数返回在集set_name中原始集成员 primitive_set_element的索引。如果set_name 被忽略,那么LINGO将返回与原始集成员匹 配的第一个原始集成员的索引。如果找不到, 则产生一个错误。
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一、基本运算符
这些运算符是非常基本的,甚至可以不认为 它们是一类函数。 1、算术运算符 5种二元运算符:^ 乘方;﹡ 乘;/ 除; ﹢ 加;﹣ 减。 唯一的一元算术运算符是取反函数“﹣”。 运算符的优先级: 高 ﹣(取反)→^→﹡/→﹢﹣ 低 运算的次序可以用圆括号“()”来改变。
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2、逻辑运算符 主要用于集循环函数的条件表达式中,来控 制在函数中哪些集成员被包含,哪些被排斥。
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七、辅助函数
@if(logical_condition,true_result,false_result) @if函数将评价一个逻辑表达式logical_condition,如果为真,返回true_ result,否则返回 false_result。
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三类运算符的优先级:
高 #not# ﹣(取反) ^ ﹡ / ﹢﹣ #eq# #ne# #gt# #ge# #lt# #le# #and# #or# 低 <= = >=
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二、数学函数
@abs(x) @sin(x) @cos(x) @tan(x) @exp(x) @log(x) @lgm(x) @sign(x) @floor(x) 返回x的绝对值 返回x的正弦值,x采用弧度制 返回x的余弦值 返回x的正切值 返回常数e的x次方 返回x的自然对数 返回x的gamma函数的自然对数 如果x<0返回-1;否则,返回1 返回x的整数部分。
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2.@sum 该函数返回遍历指定的集成员的一个表达式 的和。 3.@min和@max 返回指定的集成员的一个表达式的最小值或 最大值。
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六、输入和输出函数
输入和输出函数可以把模型和外部数据比如 文本文件、数据库和电子表格等连接起来。 1.@file函数 该函数用从外部文件中输入数据,可以放在 模型中任何地方。该函数的语法格式为 @file(’filename’) 这里 filename 是文件名,可以采用相对路径 和绝对路径两种表示方式。@file函数对同一 文件的两种表示方式的处理和对两个不同的 14 文件处理是一样的,这一点必须注意。
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