scipy.optimize.minimizeが実行されるので内部変数を検査しますか？

Question

私のプログラムが実行されると、通常、私の変数はpdbで検査されます。最適化を実行する際に変数を調べて、scipy.optimize.minimizeをデバッグします。

result = scipy.optimize.minimize(fun, x0, method='dogleg') 

ザ・はresultは私が必要とするすべての情報を持っている返さ

など、私は callbackオプションを使用してみましたが、それは私に、このようなヤコビ行列などの最適化の内部パラメータへのアクセスを与えるものではありませんしかし、それは最適化全体の終わりにのみ返されますが、最適化が実行されるときに（中間の）結果が必要です。

私の質問：scipy.optimize.minimizeが実行されるので、中間最適化パラメータ（Jacobianなど）を返すにはどうすればよいですか？

Answer 1

簡単な方法：

だけでプリントアウトを中にチャックまたは直接ソースファイルにログインし、直接scipyのダウンロードのローカルコピーを編集します。とにかく、これはちょうどデバッグのためだと言いました。より多くの情報を渡すためにコールバックを変更することができます。または、pdb.set_trace()を最適化コードに直接挿入し、対話形式で見ることができます。ハッキングする必要があるファイルを見つけるには、モジュールの場所を確認してください：

scipy.optimize.__file__ 

次にトレイルに従ってください。 .pyc個のファイルが壊れている可能性があります。現在のscipyには、here in _minimize_trust_regionがあります。

「賢い」方法：

あなたが直接scipyのダウンロードソースを変更する必要なしに、フレームをバックステップし、ローカル変数を見つけるために、イントロスペクションを使用することができます。フレームハックを使用することは壊れやすく、実装に依存するので、デバッグのためにすべての手段を試してみてください。しかし、このようなものを実際のライブラリコードには入れないでください。プレーンなコールバックを使用して、私たちは最小42 6の後の反復に到達x0=99から始まる

from scipy.optimize import minimize 
import inspect 

def fun(x): 
    return (x - 42)**2 

def jac(x): 
    return 2*(x - 42) 

def hess(x): 
    return [[2]] 

def vanilla_cb(x): 
    print(x) 

def callback_on_crack(x): 
    print(inspect.currentframe().f_back.f_locals) 
    print(x) 

：

>>> minimize(fun,x0=99,method='dogleg',jac=jac,hess=hess,callback=vanilla_cb) 
[ 98.] 
[ 96.] 
[ 92.] 
[ 84.] 
[ 68.] 
[ 42.] 

soupedアップコールバックを使用して、辞書内のすべての良いものを見ることができます！

>>> minimize(fun,99,method='dogleg',jac=jac,hess=hess,callback=callback_on_crack) 
{'disp': False, 'unknown_options': {}, 'm': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9d10>, 'm_proposed': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9d10>, 'return_all': False, 'hess': <function function_wrapper at 0x1248938>, 'callback': <function callback_on_crack at 0x12487d0>, 'nhessp': [0], 'njac': [1], 'predicted_reduction': array([ 113.]), 'subproblem': <class 'scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem'>, 'maxiter': 200, 'warnflag': 0, 'gtol': 0.0001, 'args':(), 'initial_trust_radius': 1.0, 'hits_boundary': True, 'trust_radius': 2.0, 'predicted_value': array([ 3136.]), 'rho': array([ 1.]), 'x': array([ 98.]), 'nhess': [1], 'x0': array([ 99.]), 'hessp': None, 'k': 0, 'actual_reduction': array([ 113.]), 'jac': <function function_wrapper at 0x12488c0>, 'p': array([-1.]), 'eta': 0.15, 'fun': <function function_wrapper at 0x1248848>, 'nfun': [2], 'max_trust_radius': 1000.0, 'x_proposed': array([ 98.])} 
[ 98.] 
{'disp': False, 'unknown_options': {}, 'm': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9d90>, 'm_proposed': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9d90>, 'return_all': False, 'hess': <function function_wrapper at 0x1248938>, 'callback': <function callback_on_crack at 0x12487d0>, 'nhessp': [0], 'njac': [2], 'predicted_reduction': array([ 220.]), 'subproblem': <class 'scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem'>, 'maxiter': 200, 'warnflag': 0, 'gtol': 0.0001, 'args':(), 'initial_trust_radius': 1.0, 'hits_boundary': True, 'trust_radius': 4.0, 'predicted_value': array([ 2916.]), 'rho': array([ 1.]), 'x': array([ 96.]), 'nhess': [2], 'x0': array([ 99.]), 'hessp': None, 'k': 1, 'actual_reduction': array([ 220.]), 'jac': <function function_wrapper at 0x12488c0>, 'p': array([-2.]), 'eta': 0.15, 'fun': <function function_wrapper at 0x1248848>, 'nfun': [3], 'max_trust_radius': 1000.0, 'x_proposed': array([ 96.])} 
[ 96.] 
{'disp': False, 'unknown_options': {}, 'm': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9e50>, 'm_proposed': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9e50>, 'return_all': False, 'hess': <function function_wrapper at 0x1248938>, 'callback': <function callback_on_crack at 0x12487d0>, 'nhessp': [0], 'njac': [3], 'predicted_reduction': array([ 416.]), 'subproblem': <class 'scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem'>, 'maxiter': 200, 'warnflag': 0, 'gtol': 0.0001, 'args':(), 'initial_trust_radius': 1.0, 'hits_boundary': True, 'trust_radius': 8.0, 'predicted_value': array([ 2500.]), 'rho': array([ 1.]), 'x': array([ 92.]), 'nhess': [3], 'x0': array([ 99.]), 'hessp': None, 'k': 2, 'actual_reduction': array([ 416.]), 'jac': <function function_wrapper at 0x12488c0>, 'p': array([-4.]), 'eta': 0.15, 'fun': <function function_wrapper at 0x1248848>, 'nfun': [4], 'max_trust_radius': 1000.0, 'x_proposed': array([ 92.])} 
[ 92.] 
{'disp': False, 'unknown_options': {}, 'm': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9dd0>, 'm_proposed': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9dd0>, 'return_all': False, 'hess': <function function_wrapper at 0x1248938>, 'callback': <function callback_on_crack at 0x12487d0>, 'nhessp': [0], 'njac': [4], 'predicted_reduction': array([ 736.]), 'subproblem': <class 'scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem'>, 'maxiter': 200, 'warnflag': 0, 'gtol': 0.0001, 'args':(), 'initial_trust_radius': 1.0, 'hits_boundary': True, 'trust_radius': 16.0, 'predicted_value': array([ 1764.]), 'rho': array([ 1.]), 'x': array([ 84.]), 'nhess': [4], 'x0': array([ 99.]), 'hessp': None, 'k': 3, 'actual_reduction': array([ 736.]), 'jac': <function function_wrapper at 0x12488c0>, 'p': array([-8.]), 'eta': 0.15, 'fun': <function function_wrapper at 0x1248848>, 'nfun': [5], 'max_trust_radius': 1000.0, 'x_proposed': array([ 84.])} 
[ 84.] 
{'disp': False, 'unknown_options': {}, 'm': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9e10>, 'm_proposed': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9e10>, 'return_all': False, 'hess': <function function_wrapper at 0x1248938>, 'callback': <function callback_on_crack at 0x12487d0>, 'nhessp': [0], 'njac': [5], 'predicted_reduction': array([ 1088.]), 'subproblem': <class 'scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem'>, 'maxiter': 200, 'warnflag': 0, 'gtol': 0.0001, 'args':(), 'initial_trust_radius': 1.0, 'hits_boundary': True, 'trust_radius': 32.0, 'predicted_value': array([ 676.]), 'rho': array([ 1.]), 'x': array([ 68.]), 'nhess': [5], 'x0': array([ 99.]), 'hessp': None, 'k': 4, 'actual_reduction': array([ 1088.]), 'jac': <function function_wrapper at 0x12488c0>, 'p': array([-16.]), 'eta': 0.15, 'fun': <function function_wrapper at 0x1248848>, 'nfun': [6], 'max_trust_radius': 1000.0, 'x_proposed': array([ 68.])} 
[ 68.] 
{'disp': False, 'unknown_options': {}, 'm': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9d50>, 'm_proposed': <scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem object at 0xdc9d50>, 'return_all': False, 'hess': <function function_wrapper at 0x1248938>, 'callback': <function callback_on_crack at 0x12487d0>, 'nhessp': [0], 'njac': [6], 'predicted_reduction': array([ 676.]), 'subproblem': <class 'scipy.optimize._trustregion_dogleg.DoglegSubproblem'>, 'maxiter': 200, 'warnflag': 0, 'gtol': 0.0001, 'args':(), 'initial_trust_radius': 1.0, 'hits_boundary': False, 'trust_radius': 32.0, 'predicted_value': array([ 0.]), 'rho': array([ 1.]), 'x': array([ 42.]), 'nhess': [6], 'x0': array([ 99.]), 'hessp': None, 'k': 5, 'actual_reduction': array([ 676.]), 'jac': <function function_wrapper at 0x12488c0>, 'p': array([-26.]), 'eta': 0.15, 'fun': <function function_wrapper at 0x1248848>, 'nfun': [7], 'max_trust_radius': 1000.0, 'x_proposed': array([ 42.])} 
[ 42.]