① python入门教程(非常详细)
新手入门教程如下:
1、编程环境的安装与使用。比如Python的学习一般推荐软件自带的IDLE,简单好用。
示例
6、选择结构,这是让计算机具有一定的选择、判断能力的基础。比如我们常见的登录,VIP就要用到选择结构。
7、循环结构,这是让计算机具有重复的能力。前提是事件要具有一定的规律性,比如1,3,5,7,9……
8、文件的读取和写入,这个主要是针对大量的数据处理而言的。
一般来说,掌握以上内容就是入门了。
② 如何学python
你是想让我们当场给你写本书出来么
:imooc./course/list?c=python
:tutorialspoint./python/index.htm
上面的两个网站的python教程挺不错的
你好,如果要学python的话,建议报个培训班,这样能让自己少走些弯路。如果要自学的话,可以买些入门方面的书,多练代码,能力自然就上去了。
我建议初学者,不要下载具有IDE功能的集成开发环境,比如Eclipse插件等。2)下载完毕后,就可以开始学习了。学习过程中,我建议可以下载一些python的学习文档,比如《dive into python》,《OReilly - Learning Python》等等。通过学习语法,掌握python中的关键字语法,函数语法,数学表达式等等3)学完了基本语法后,就可以进行互动式学习了。python具备很好的交互学习模式,对于书本上的例子我们可以通过交互平明差前台进行操练,通过练习加深印象,达到学习掌握的目的。4)通过以上三个步骤的学习后,我们大致掌握了python的常用方法、关键字用法以及函数语法等。接下去的学习上,我们就可以着手学习常用模 块的使用, 比如os,os.path,sys,string模块等。我们可以在交互环境中先熟悉使用其中的函数,如果遇到函数的使用上的问题,可以参考python 安装后的自带chm帮助文件。5)为了更好得掌握python,我们的学习不能只是停留在学习一些语法或者api阶段。在此阶段中,我们可以尝试用python解决我们项目 中遇到的一 些问题,如果项目不是用python开发的,那我们可以想想能不能用python制作一些项目组可以使用的一些工具(utility),通过这些工具简化 项目组成员的任务,提高我们的工作效率。如果没有项目,我们也可以自己找些题目来自己练习练习。6)经过以上锻炼后,我们的python知识水平肯定是越来越高。接下去的学习,我们就要更上一层楼。为了学以致用,真正能应用于项目开发或产 品开发,我 们还必须学习企业应用开发中必须要掌握的网络和数据库知识。在此的学习就不光是python语言本身的学习了,庆橡如果之前没有学习和掌握很网络和数据库知 识,在此阶段我们可以借此机会补习一把。7)在此,我想我们对python的使用以及信手拈来了,即使忘了api的用法,我们也可以在短时间内通过查看文档来使用api。那么接下去, 我们要学习 什么呢?那就是设计能力,在学习设计能力的过程中,如果对类等面向对象的概念不清楚激清的,在此阶段也可以学习或加以巩固。就像飞机设计师设计飞机通过学习模 型来设计一样,我们也可以通过学习书上的经典例子来学习设计。等有了设计的基本概念后,我们就可以着手设计我们的程序了。在此阶段中,我们重要的是学习抽 象的思想,通过隔离变化点来设计我们的模块。8)到此阶段,我们已经是真正入门了。在接下去的工作中,就是要快速地通过我们的所学来服务项目了。在此阶段,我们除了掌握python自带的 模块外,我 们最好在掌握一些业界广泛使用的开源框架,比如isted、peak、django、xml等。通过熟练使用它们,达到闪电开发,大大节省项目宝贵时 间。9)你已经是个python行家了,在此阶段,我们在工作中会遇到一些深层次的、具体的困难问题。面对这些问题,我们已经有自己的思考方向和思 路了。
熟悉语法很容易,要真正做点东西还是要课题和练习。我也初学,感觉练习比较少。
练习练习练习
学好什么语言都这样
然后看书练习看书练习
能找份工作或者弄个什么项目最好
完了
建议先学习原生爬虫,再使用爬虫框架,推荐资料与学习过程可在该页面查看:
:zhuanlan.hu./p/21479334
个人推荐用PyQt
有一本很好的教材
英文的 网上搜一下就知道了
多写多练多调试
选一个GUI,从他的官方网站上看指南,一步一步来,做python GUI有市场吗?建议用QT的python版本
我始终认为,对一个初学者来说,IT界的技术风潮是不可以追赶的,而且也没有能力去追赶。我时常看见自己的DDMM们把课本扔了,去卖些价格不菲的诸如C#, VB.Net 这样的大部头,这让我感到非常痛心。而许多搞不清指针是咋回事的BBS站友眉飞色舞的讨论C#里面可以不用指针等等则让我觉得好笑。C#就象当年的ASP一样,“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”,结果许多学校的信息学院成了“Web 学院”。96,97级的不少大学生都去做Web 了。当然我没有任何歧视某一行业的意识。我只是觉得如果他们把追赶这些时髦技术的时间多花一点在基础的课程上应该是可以走得更远的。 几个误区 初学者对C#风潮的追赶其实也只是学习过程中经常遇到的几个误区之一。我将用一些实际的例子来说明这些现象,你可以按部就班的看看自己是不是属于其中的一种或者几种: 认为计算机技术等于编程技术: 有些人即使没有这个想法,在潜意识中也有这样的冲动。让我奇怪的是,许多信息学院的学生也有这样的念头。认为计算机专业就是编程专业,与编程无关的,或者不太相关的课程他统统都不管,极端的学生只要书上没带“编程”两个字他就不看。 其实编程只是计算机技术应用过程中一种复杂性最低的劳动,这就是为什么IT业最底层的人是程序员(CODER)。计算机技术包括了多媒体,计算机网络,人工智能,模式识别,管理信息系统等等这些方面。编程工作只是在这些具体技术在理论研究或者工程实践的过程中表达算法的过程。编程的人不一定对计算机技术的了解就一定很高。而一个有趣的现象是,不少大师级的计算机技术研究者是不懂编程的。网上的炒作和现实中良好的工作待遇把编程这种劳动神秘化了。其实每一个程序员心里都明白,自己这些东西,学的时候并不比其它专业难,所以自然也不会高档到哪里去。 咬文嚼字的孔已己作风: 我见过一本女生的《计算机网络原理》教材,这个女生象小学生一样在书上划满了横杠杠,笔记做得满满的,打印出来一定比教材还厚。我不明白的是,象计算机网络原理这样的课程有必要做笔记?我们的应试教育的确害了不少学生,在上《原理》这一类课程的时候许多学生象学《马列原理》一样逐字背诵记忆。这乃是我见过的最愚蠢的行为。所谓《原理》,即是需要掌握它为什么这样做,学习why,而不是how(怎样做)。极端认真的学生背下以太网的网线最大长度,数据帧的长度,每个字段的意义,IP报头的格式等等,但是忘了路由的原则,忘了TCP/IP协议设计的宗旨。总之许多人花了大量的时间把书背得滚瓜烂熟却等于什么也没学。 在学习编程的时候这些学生也是这样,他们确切的记得C++语法的各个细节。看完了C++教程后看《Thinking in C++》(确实是好书),《Inside C++》,《C++ reference》,this C++, that C++……,然后是网上各种各样的关于C++语法的奇闻逸事,然后发现自己又忘了C++的一些语法,最后回头继续恶补…。有个师弟就跟我说:“C++ 太难了,学了这里忘了那里,学了继承忘了模板。”我的回答道:“你不去学就容易了”。我并没有教坏他,只是告诉他,死抠C++的语法就和孔已己炫耀茴香豆的茴字有几种写法一样毫无意义。你根本不需要对的C++语法太关心,动手编程就是了,有不记得的地方一查MSDN就立马搞定。我有个结论就是,实际的开发过程中对程序语法的了解是最微不足道的知识。这是为什么我在为同学用Basic(我以前从没有学过它)写一个小程序的时候,只花了半个小时看了看语法,然后再用半个小时完成了程序,而一个小时后我又完全忘记了Basic 的所有关键字。 不顾基础,盲目追赶时髦技术: ; 终于点到题目上来了。大多数的人都希望自己的东西能够马上跑起来,变成钱。这种想法对一个已经进入职业领域的程序员或者项目经理来说是合理的,而且IT技术进步是如此的快,不跟进就是失业。但是对于初学者来说(尤其是时间充裕的大中专在校生),这种想法是另人费解的。一个并未进入到行业竞争中来的初学者最大的资本便是他有足够的时间沉下心来学习基础性的东西,学习why 而不是how。时髦的技术往往容易掌握,而且越来越容易掌握,这是商业利益的驱使,为了最大化的降低软件开发的成本。但在IT领域内的现实就是这样,越容易掌握的东西,学习的人越多,而且淘汰得越快。每一次新的技术出来,都有许多初学者跟进,这些初学者由于缺乏必要的基础而使得自己在跟进的过程中花费大量的时间,而等他学会了,这种技术也快淘汰了。基础的课程,比方数据结构,*作系统原理等等虽然不能让你立马就实现一个linux(这是许多人嘲笑理论课程无用的原因),但它们能够显着的减少你在学习新技术时学习曲线的坡度。而且对于许多关键的技术(比方Win32 SDK 程序的设计,DDK的编程)来说甚至是不可或缺的。 一个活生生的例子是我和我的一个同学,在大一时我还找不到开机按纽,他已经会写些简单的汇编程序了。我把大二的所有时间花在了汇编,计算机体系结构,数据结构,*作系统原理等等这些课程的学习上,而他则开始学习HTML和VB,并追赶ASP的潮流。大三的时候我开始学习Windows *作系统原理,学习SDK编程,时间是漫长的,这时我才能够用VC开发出象模象样的应用程序。我曾一度因为同学的程序已经能够运行而自己还在学习如何创建对话框而懊恼不已,但临到毕业才发现自己的选择是何等的正确。和我谈判的公司开出的薪水是他的两倍还多。下面有一个不很恰当的比方:假设学习VB编程需要4个月,学习基础课程和VC的程序设计需要1年。那么如果你先学VB,再来学习后者,时间不会减少,还是1年,而反过来,如果先学习后者,再来学VB,也许你只需要1个星期就能学得非常熟练。 几个重要的基础课程 如果你是学生,或者如果你有充足的时间。我建议你仔细的掌握下面的知识。我的建议是针对那些希望在IT技术上有所成就的初学者。同时我还列出了一些书目,这些书应该都还可以在书店买到。说实在的,我在读其他人的文章时最大的心愿就是希望作者列出一个书单。 大学英语-不要觉得好笑。我极力推荐这门课程是因为没有专业文档的阅读能力是不可想象的。中文的翻译往往在猴年马月才会出来,而现在的许多出版社干脆就直接把E文印刷上去。学习的方法是强迫自己看原版的教材,开始会看不懂,用多了自然熟练。吃得苦下得狠心绝对是任何行业都需要的品质。 计算机体系结构和汇编语言-关于体系结构的书遍地都是,而且也大同小异,倒是汇编有一本非常好的书。《80x86汇编语言程序设计教程》(清华大学出版社,黑色封面,杨季文着)。你需要着重学习386后保护模式的程序设计。否则你在学习现代*作系统底层的一些东西的时候会觉得是在看天书。 计算机*作系统原理-我们的开发总是在特定的*作系统上进行,如果不是,只有一种可能:你在自己实现一个*作系统。无论如何,*作系统原理是必读的。这就象我们为一个芯片制作外围设备时,芯片基本的工作时序是必需了解的。这一类书也很多,我没有发现哪一本书非常出众。只是觉得在看完了这些书后如果有空就应该看看《Inside Windows 2000》(微软出版社,我看的是E文版的,中文的书名想必是Windows 2000 技术内幕之类吧)。关于学习它的必要性,ZDNET上的另一篇文章已经有过论述。 数据结构和算法-这门课程能够决定一个人程序设计水平的高低,是一门核心课程。我首选的是清华版的(朱战立,刘天时)。很多人喜欢买C++版的,但我觉得没有必要。C++的语法让算法实现过程变得复杂多了,而且许多老师喜欢用模块这一东西让算法变得更复杂。倒是在学完了C版的书以后再来浏览一下C++的版的书是最好的。 软件工程-这门课程是越到后来就越发现它的重要,虽然刚开始看时就象看马哲一样不知所云。我的建议是看《实用软件工程》(黄色,清华)。不要花太多的时间去记条条框框,看不懂就跳过去。在每次自己完成了一个软件设计任务(不管是练习还是工作)以后再来回顾回顾,每次都会有收获。 Windows 程序设计-《北京大学出版社,Petzold着》我建议任何企图设计Windows 程序的人在学习VC以前仔细的学完它。而且前面的那本《Inside Windows 2000》也最好放到这本书的后面读。在这本书中,没有C++,没有GUI,没有控件。有的就是如何用原始的C语言来完成Windows 程序设计。在学完了它以后,你才会发现VC其实是很容易学的。千万不要在没有看完这本书以前提前学习VC,你最好碰都不要碰。我知道的许多名校甚至都已经用它作为教材进行授课。可见其重要。 上面的几门课程我认为是必学的重要课程(如果你想做Windows 程序员)。 对于其它的课程有这样简单的选择方法:如果你是计算机系的,请学好你所有的专业基础课。如果不是,请参照计算机系的课程表。如果你发现自己看一本书时无法看下去了,请翻到书的最后,看看它的参考文献,找到它们并学习它们,再回头看这本书。如果一本书的书名中带有“原理”两个字,你一定不要去记忆它其中的细节,你应该以一天至少50页的速度掌握其要领。尽可能多的在计算机上实践一种理论或者算法。 你还可以在CSDN上阅读到许多书评。这些书评能够帮助你决定读什么样的书。 日三省乎己 每天读的书太多,容易让人迷失方向。一定要在每天晚上想想自己学了些什么,还有些什么相关的东西需要掌握,自己对什么最感兴趣,在一本书上花的时间太长还是不够等等。同时也应该多想想未来最有可能出现的应用,这样能够让你不是追赶技术潮流而是引领技术潮流。同时,努力使用现在已经掌握的技术和理论去制作具有一定新意的东西。坚持这样做能够让你真正成为一个软件“研发者”而不仅仅是一个CODER。 把最多的时间花在学习上 这是对初学者最后的忠告。把每个星期玩SC或者CS的时间压缩到最少,不玩它们是最好的。同时,如果你的ASP技术已经能够来钱,甚至有公司请你 *** 的话,这就证明你的天份能够保证你在努力的学习之后取得更好的收益,你应该去做更复杂的东西。眼光放长远一些,这无论是对谁都是适用的。 相信你已经能够决定是否学习C#或者什么时候去学它了。
③ 学习python有什么好的视频教程
找Python好视频,一方面要找有名气的Python培训机构,另一方面要看一下课程体系是否满足自己需求,两相对比就能选出适合自己的视频教程了!
阶段一:Python开发基础
Python全栈开发与人工智能之Python开发基础知识学习内容包括:Python基础语法、数据类型、字符编码、文件操作、函数、装饰器、迭代器、内置方法、常用模块等。
阶段二:Python高级编程和数据库开发
Python全栈开发与人工智能之Python高级编程和数据库开发知识学习内容包括:面向对象开发、Socket网络编程、线程、进程、队列、IO多路模型、Mysql数据库开发等。
阶段三:前端开发
Python全栈开发与人工智能之前端开发知识学习内容包括:Html、CSS、JavaScript开发、Jquery&bootstrap开发、前端框架VUE开发等。
阶段四:WEB框架开发
Python全栈开发与人工智能之WEB框架开发学习内容包括:Django框架基础、Django框架进阶、BBS+Blog实战项目开发、缓存和队列中间件、Flask框架学习、Tornado框架学习、Restful API等。
阶段五:爬虫开发
Python全栈开发与人工智能之爬虫开发学习内容包括:爬虫开发实战。
阶段六:全栈项目实战
Python全栈开发与人工智能之全栈项目实战学习内容包括:企业应用工具学习、CRM客户关系管理系统开发、路飞学城在线教育平台开发等。
阶段七:数据分析
Python全栈开发与人工智能之数据分析学习内容包括:金融量化分析。
阶段八:人工智能
Python全栈开发与人工智能之人工智能学习内容包括:机器学习、图形识别、无人机开发、无人驾驶等。
阶段九:自动化运维&开发
Python全栈开发与人工智能之自动化运维&开发学习内容包括:CMDB资产管理系统开发、IT审计+主机管理系统开发、分布式主机监控系统开发等。
阶段十:高并发语言GO开发
Python全栈开发与人工智能之高并发语言GO开发学习内容包括:GO语言基础、数据类型与文件IO操作、函数和面向对象、并发编程等。
④ 万字教你如何用 Python 实现线性规划
想象一下,您有一个线性方程组和不等式系统。这样的系统通常有许多可能的解决方案。线性规划是一组数学和计算工具,可让您找到该系统的特定解,该解对应于某些其他线性函数的最大值或最小值。
混合整数线性规划是 线性规划 的扩展。它处理至少一个变量采用离散整数而不是连续值的问题。尽管乍一看混合整数问题与连续变量问题相似,但它们在灵活性和精度方面具有显着优势。
整数变量对于正确表示自然用整数表示的数量很重要,例如生产的飞机数量或服务的客户数量。
一种特别重要的整数变量是 二进制变量 。它只能取 零 或 一 的值,在做出是或否的决定时很有用,例如是否应该建造工厂或者是否应该打开或关闭机器。您还可以使用它们来模拟逻辑约束。
线性规划是一种基本的优化技术,已在科学和数学密集型领域使用了数十年。它精确、相对快速,适用于一系列实际应用。
混合整数线性规划允许您克服线性规划的许多限制。您可以使用分段线性函数近似非线性函数、使用半连续变量、模型逻辑约束等。它是一种计算密集型工具,但计算机硬件和软件的进步使其每天都更加适用。
通常,当人们试图制定和解决优化问题时,第一个问题是他们是否可以应用线性规划或混合整数线性规划。
以下文章说明了线性规划和混合整数线性规划的一些用例:
随着计算机能力的增强、算法的改进以及更多用户友好的软件解决方案的出现,线性规划,尤其是混合整数线性规划的重要性随着时间的推移而增加。
解决线性规划问题的基本方法称为,它有多种变体。另一种流行的方法是。
混合整数线性规划问题可以通过更复杂且计算量更大的方法来解决,例如,它在幕后使用线性规划。这种方法的一些变体是,它涉及使用 切割平面 ,以及。
有几种适用于线性规划和混合整数线性规划的合适且众所周知的 Python 工具。其中一些是开源的,而另一些是专有的。您是否需要免费或付费工具取决于问题的规模和复杂性,以及对速度和灵活性的需求。
值得一提的是,几乎所有广泛使用的线性规划和混合整数线性规划库都是以 Fortran 或 C 或 C++ 原生和编写的。这是因为线性规划需要对(通常很大)矩阵进行计算密集型工作。此类库称为求解器。Python 工具只是求解器的包装器。
Python 适合围绕本机库构建包装器,因为它可以很好地与 C/C++ 配合使用。对于本教程,您不需要任何 C/C++(或 Fortran),但如果您想了解有关此酷功能的更多信息,请查看以下资源:
基本上,当您定义和求解模型时,您使用 Python 函数或方法调用低级库,该库执行实际优化工作并将解决方案返回给您的 Python 对象。
几个免费的 Python 库专门用于与线性或混合整数线性规划求解器交互:
在本教程中,您将使用SciPy和PuLP来定义和解决线性规划问题。
在本节中,您将看到线性规划问题的两个示例:
您将在下一节中使用 Python 来解决这两个问题。
考虑以下线性规划问题:
你需要找到X和Ÿ使得红色,蓝色和黄色的不平等,以及不平等X 0和ÿ 0,是满意的。同时,您的解决方案必须对应于z的最大可能值。
您需要找到的自变量(在本例中为 x 和 y )称为 决策变量 。要最大化或最小化的决策变量的函数(在本例中为 z) 称为 目标函数 、 成本函数 或仅称为 目标 。您需要满足的 不等式 称为 不等式约束 。您还可以在称为 等式约束 的约束中使用方程。
这是您如何可视化问题的方法:
红线代表的功能2 X + Ý = 20,和它上面的红色区域示出了红色不等式不满足。同样,蓝线是函数 4 x + 5 y = 10,蓝色区域被禁止,因为它违反了蓝色不等式。黄线是 x + 2 y = 2,其下方的黄色区域是黄色不等式无效的地方。
如果您忽略红色、蓝色和黄色区域,则仅保留灰色区域。灰色区域的每个点都满足所有约束,是问题的潜在解决方案。该区域称为 可行域 ,其点为 可行解 。在这种情况下,有无数可行的解决方案。
您想最大化z。对应于最大z的可行解是 最优解 。如果您尝试最小化目标函数,那么最佳解决方案将对应于其可行的最小值。
请注意,z是线性的。你可以把它想象成一个三维空间中的平面。这就是为什么最优解必须在可行区域的 顶点 或角上的原因。在这种情况下,最佳解决方案是红线和蓝线相交的点,稍后您将看到。
有时,可行区域的整个边缘,甚至整个区域,都可以对应相同的z值。在这种情况下,您有许多最佳解决方案。
您现在已准备好使用绿色显示的附加等式约束来扩展问题:
方程式 x + 5 y = 15,以绿色书写,是新的。这是一个等式约束。您可以通过向上一张图像添加相应的绿线来将其可视化:
现在的解决方案必须满足绿色等式,因此可行区域不再是整个灰色区域。它是绿线从与蓝线的交点到与红线的交点穿过灰色区域的部分。后一点是解决方案。
如果插入x的所有值都必须是整数的要求,那么就会得到一个混合整数线性规划问题,可行解的集合又会发生变化:
您不再有绿线,只有沿线的x值为整数的点。可行解是灰色背景上的绿点,此时最优解离红线最近。
这三个例子说明了 可行的线性规划问题 ,因为它们具有有界可行区域和有限解。
如果没有解,线性规划问题是 不可行的 。当没有解决方案可以同时满足所有约束时,通常会发生这种情况。
例如,考虑如果添加约束x + y 1会发生什么。那么至少有一个决策变量(x或y)必须是负数。这与给定的约束x 0 和y 0相冲突。这样的系统没有可行的解决方案,因此称为不可行的。
另一个示例是添加与绿线平行的第二个等式约束。这两行没有共同点,因此不会有满足这两个约束的解决方案。
一个线性规划问题是 无界的 ,如果它的可行区域是无界,将溶液不是有限。这意味着您的变量中至少有一个不受约束,可以达到正无穷大或负无穷大,从而使目标也无限大。
例如,假设您采用上面的初始问题并删除红色和黄色约束。从问题中删除约束称为 放松 问题。在这种情况下,x和y不会在正侧有界。您可以将它们增加到正无穷大,从而产生无限大的z值。
在前面的部分中,您研究了一个与任何实际应用程序无关的抽象线性规划问题。在本小节中,您将找到与制造业资源分配相关的更具体和实用的优化问题。
假设一家工厂生产四种不同的产品,第一种产品的日产量为x ₁,第二种产品的产量为x 2,依此类推。目标是确定每种产品的利润最大化日产量,同时牢记以下条件:
数学模型可以这样定义:
目标函数(利润)在条件 1 中定义。人力约束遵循条件 2。对原材料 A 和 B 的约束可以从条件 3 和条件 4 中通过对每种产品的原材料需求求和得出。
最后,产品数量不能为负,因此所有决策变量必须大于或等于零。
与前面的示例不同,您无法方便地将其可视化,因为它有四个决策变量。但是,无论问题的维度如何,原理都是相同的。
在本教程中,您将使用两个Python 包来解决上述线性规划问题:
SciPy 设置起来很简单。安装后,您将拥有开始所需的一切。它的子包 scipy.optimize 可用于线性和非线性优化。
PuLP 允许您选择求解器并以更自然的方式表述问题。PuLP 使用的默认求解器是COIN-OR Branch and Cut Solver (CBC)。它连接到用于线性松弛的COIN-OR 线性规划求解器 (CLP)和用于切割生成的COIN-OR 切割生成器库 (CGL)。
另一个伟大的开源求解器是GNU 线性规划工具包 (GLPK)。一些着名且非常强大的商业和专有解决方案是Gurobi、CPLEX和XPRESS。
除了在定义问题时提供灵活性和运行各种求解器的能力外,PuLP 使用起来不如 Pyomo 或 CVXOPT 等替代方案复杂,后者需要更多的时间和精力来掌握。
要学习本教程,您需要安装 SciPy 和 PuLP。下面的示例使用 SciPy 1.4.1 版和 PuLP 2.1 版。
您可以使用pip以下方法安装两者:
您可能需要运行pulptest或sudo pulptest启用 PuLP 的默认求解器,尤其是在您使用 Linux 或 Mac 时:
或者,您可以下载、安装和使用 GLPK。它是免费和开源的,适用于 Windows、MacOS 和 Linux。在本教程的后面部分,您将看到如何将 GLPK(除了 CBC)与 PuLP 一起使用。
在 Windows 上,您可以下载档案并运行安装文件。
在 MacOS 上,您可以使用 Homebrew:
在 Debian 和 Ubuntu 上,使用apt来安装glpk和glpk-utils:
在Fedora,使用dnf具有glpk-utils:
您可能还会发现conda对安装 GLPK 很有用:
安装完成后,可以查看GLPK的版本:
有关详细信息,请参阅 GLPK 关于使用Windows 可执行文件和Linux 软件包进行安装的教程。
在本节中,您将学习如何使用 SciPy优化和求根库进行线性规划。
要使用 SciPy 定义和解决优化问题,您需要导入scipy.optimize.linprog():
现在您已经linprog()导入,您可以开始优化。
让我们首先解决上面的线性规划问题:
linprog()仅解决最小化(而非最大化)问题,并且不允许具有大于或等于符号 ( ) 的不等式约束。要解决这些问题,您需要在开始优化之前修改您的问题:
引入这些更改后,您将获得一个新系统:
该系统与原始系统等效,并且将具有相同的解决方案。应用这些更改的唯一原因是克服 SciPy 与问题表述相关的局限性。
下一步是定义输入值:
您将上述系统中的值放入适当的列表、元组或NumPy 数组中:
注意:请注意行和列的顺序!
约束左侧和右侧的行顺序必须相同。每一行代表一个约束。
来自目标函数和约束左侧的系数的顺序必须匹配。每列对应一个决策变量。
下一步是以与系数相同的顺序定义每个变量的界限。在这种情况下,它们都在零和正无穷大之间:
此语句是多余的,因为linprog()默认情况下采用这些边界(零到正无穷大)。
注:相反的float("inf"),你可以使用math.inf,numpy.inf或scipy.inf。
最后,是时候优化和解决您感兴趣的问题了。你可以这样做linprog():
参数c是指来自目标函数的系数。A_ub和b_ub分别与不等式约束左边和右边的系数有关。同样,A_eq并b_eq参考等式约束。您可以使用bounds提供决策变量的下限和上限。
您可以使用该参数method来定义要使用的线性规划方法。有以下三种选择:
linprog() 返回具有以下属性的数据结构:
您可以分别访问这些值:
这就是您获得优化结果的方式。您还可以以图形方式显示它们:
如前所述,线性规划问题的最优解位于可行区域的顶点。在这种情况下,可行区域只是蓝线和红线之间的绿线部分。最优解是代表绿线和红线交点的绿色方块。
如果要排除相等(绿色)约束,只需删除参数A_eq并b_eq从linprog()调用中删除:
解决方案与前一种情况不同。你可以在图表上看到:
在这个例子中,最优解是红色和蓝色约束相交的可行(灰色)区域的紫色顶点。其他顶点,如黄色顶点,具有更高的目标函数值。
您可以使用 SciPy 来解决前面部分所述的资源分配问题:
和前面的例子一样,你需要从上面的问题中提取必要的向量和矩阵,将它们作为参数传递给.linprog(),然后得到结果:
结果告诉您最大利润是1900并且对应于x ₁ = 5 和x ₃ = 45。在给定条件下生产第二和第四个产品是没有利润的。您可以在这里得出几个有趣的结论:
opt.statusis0和opt.successis True,说明优化问题成功求解,最优可行解。
SciPy 的线性规划功能主要用于较小的问题。对于更大和更复杂的问题,您可能会发现其他库更适合,原因如下:
幸运的是,Python 生态系统为线性编程提供了几种替代解决方案,这些解决方案对于更大的问题非常有用。其中之一是 PuLP,您将在下一节中看到它的实际应用。
PuLP 具有比 SciPy 更方便的线性编程 API。您不必在数学上修改您的问题或使用向量和矩阵。一切都更干净,更不容易出错。
像往常一样,您首先导入您需要的内容:
现在您已经导入了 PuLP,您可以解决您的问题。
您现在将使用 PuLP 解决此系统:
第一步是初始化一个实例LpProblem来表示你的模型:
您可以使用该sense参数来选择是执行最小化(LpMinimize或1,这是默认值)还是最大化(LpMaximize或-1)。这个选择会影响你的问题的结果。
一旦有了模型,就可以将决策变量定义为LpVariable类的实例:
您需要提供下限,lowBound=0因为默认值为负无穷大。该参数upBound定义了上限,但您可以在此处省略它,因为它默认为正无穷大。
可选参数cat定义决策变量的类别。如果您使用的是连续变量,则可以使用默认值"Continuous"。
您可以使用变量x和y创建表示线性表达式和约束的其他 PuLP 对象:
当您将决策变量与标量相乘或构建多个决策变量的线性组合时,您会得到一个pulp.LpAffineExpression代表线性表达式的实例。
注意:您可以增加或减少变量或表达式,你可以乘他们常数,因为纸浆类实现一些Python的特殊方法,即模拟数字类型一样__add__(),__sub__()和__mul__()。这些方法用于像定制运营商的行为+,-和*。
类似地,您可以将线性表达式、变量和标量与运算符 ==、=以获取表示模型线性约束的纸浆.LpConstraint实例。
注:也有可能与丰富的比较方法来构建的约束.__eq__(),.__le__()以及.__ge__()定义了运营商的行为==,=。
考虑到这一点,下一步是创建约束和目标函数并将它们分配给您的模型。您不需要创建列表或矩阵。只需编写 Python 表达式并使用+=运算符将它们附加到模型中:
在上面的代码中,您定义了包含约束及其名称的元组。LpProblem允许您通过将约束指定为元组来向模型添加约束。第一个元素是一个LpConstraint实例。第二个元素是该约束的可读名称。
设置目标函数非常相似:
或者,您可以使用更短的符号:
现在您已经添加了目标函数并定义了模型。
注意:您可以使用运算符将 约束或目标附加到模型中,+=因为它的类LpProblem实现了特殊方法.__iadd__(),该方法用于指定 的行为+=。
对于较大的问题,lpSum()与列表或其他序列一起使用通常比重复+运算符更方便。例如,您可以使用以下语句将目标函数添加到模型中:
它产生与前一条语句相同的结果。
您现在可以看到此模型的完整定义:
模型的字符串表示包含所有相关数据:变量、约束、目标及其名称。
注意:字符串表示是通过定义特殊方法构建的.__repr__()。有关 的更多详细信息.__repr__(),请查看Pythonic OOP 字符串转换:__repr__vs__str__ .
最后,您已准备好解决问题。你可以通过调用.solve()你的模型对象来做到这一点。如果要使用默认求解器 (CBC),则不需要传递任何参数:
.solve()调用底层求解器,修改model对象,并返回解决方案的整数状态,1如果找到了最优解。有关其余状态代码,请参阅LpStatus[]。
你可以得到优化结果作为 的属性model。该函数value()和相应的方法.value()返回属性的实际值:
model.objective持有目标函数model.constraints的值,包含松弛变量的值,以及对象x和y具有决策变量的最优值。model.variables()返回一个包含决策变量的列表:
如您所见,此列表包含使用 的构造函数创建的确切对象LpVariable。
结果与您使用 SciPy 获得的结果大致相同。
注意:注意这个方法.solve()——它会改变对象的状态,x并且y!
您可以通过调用查看使用了哪个求解器.solver:
输出通知您求解器是 CBC。您没有指定求解器,因此 PuLP 调用了默认求解器。
如果要运行不同的求解器,则可以将其指定为 的参数.solve()。例如,如果您想使用 GLPK 并且已经安装了它,那么您可以solver=GLPK(msg=False)在最后一行使用。请记住,您还需要导入它:
现在你已经导入了 GLPK,你可以在里面使用它.solve():
该msg参数用于显示来自求解器的信息。msg=False禁用显示此信息。如果要包含信息,则只需省略msg或设置msg=True。
您的模型已定义并求解,因此您可以按照与前一种情况相同的方式检查结果:
使用 GLPK 得到的结果与使用 SciPy 和 CBC 得到的结果几乎相同。
一起来看看这次用的是哪个求解器:
正如您在上面用突出显示的语句定义的那样model.solve(solver=GLPK(msg=False)),求解器是 GLPK。
您还可以使用 PuLP 来解决混合整数线性规划问题。要定义整数或二进制变量,只需传递cat="Integer"或cat="Binary"到LpVariable。其他一切都保持不变:
在本例中,您有一个整数变量并获得与之前不同的结果:
Nowx是一个整数,如模型中所指定。(从技术上讲,它保存一个小数点后为零的浮点值。)这一事实改变了整个解决方案。让我们在图表上展示这一点:
如您所见,最佳解决方案是灰色背景上最右边的绿点。这是两者的最大价值的可行的解决方案x和y,给它的最大目标函数值。
GLPK 也能够解决此类问题。
现在你可以使用 PuLP 来解决上面的资源分配问题:
定义和解决问题的方法与前面的示例相同:
在这种情况下,您使用字典 x来存储所有决策变量。这种方法很方便,因为字典可以将决策变量的名称或索引存储为键,将相应的LpVariable对象存储为值。列表或元组的LpVariable实例可以是有用的。
上面的代码产生以下结果:
如您所见,该解决方案与使用 SciPy 获得的解决方案一致。最有利可图的解决方案是每天生产5.0第一件产品和45.0第三件产品。
让我们把这个问题变得更复杂和有趣。假设由于机器问题,工厂无法同时生产第一种和第三种产品。在这种情况下,最有利可图的解决方案是什么?
现在您有另一个逻辑约束:如果x ₁ 为正数,则x ₃ 必须为零,反之亦然。这是二元决策变量非常有用的地方。您将使用两个二元决策变量y ₁ 和y ₃,它们将表示是否生成了第一个或第三个产品:
除了突出显示的行之外,代码与前面的示例非常相似。以下是差异:
这是解决方案:
事实证明,最佳方法是排除第一种产品而只生产第三种产品。
就像有许多资源可以帮助您学习线性规划和混合整数线性规划一样,还有许多具有 Python 包装器的求解器可用。这是部分列表:
其中一些库,如 Gurobi,包括他们自己的 Python 包装器。其他人使用外部包装器。例如,您看到可以使用 PuLP 访问 CBC 和 GLPK。
您现在知道什么是线性规划以及如何使用 Python 解决线性规划问题。您还了解到 Python 线性编程库只是本机求解器的包装器。当求解器完成其工作时,包装器返回解决方案状态、决策变量值、松弛变量、目标函数等。
⑤ Python列表的常用操作- 查找方法【详细讲解】
列表的作用是一次性存储多个数据,程序员可以对这些数据进行的操作有:增、删、改、查。
下面讲解的是对列表的查找操作,可以分为两种方法,一种是根据下标来进行查找,另外一种是根据查找函数来操作。
回忆一下知识点,之前讲过字符串的时候有说到下标,下标是计算机内存分配的从0开始的编号,目的是根据下标可以找到针对性的数据。列表也可以根据下标来找到数据,后面学习的元组同样也可以。
语法:
注意:如果以后都是用下标来查找数据,语法无非就是:序列名[下标]
快速体验:
打印结果如图:
语法:
快速体验:
执行结果如图:
注意:
语法:
快速体验:
注意 :
-- 2. 如果书写了开始和结束位置的下标,则在这个范围内查找,存在则返回开始位置的下标,如果查找的数据不存在则返回0;
语法:
注意: len()方法是一个公共的方法,无论是字符串、列表还是元组都可以使用
快速体验:
以上就是列表的4种查找方法,每个方法有自己的语法和作用,这个知识点属于 Python基础教程 范畴,所以学起来还是比较轻松地,大家主要多多练习记住函数以及使用方法即可。