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HiGHS v1.11.0版本发布:混合整数线性规划求解器的重要更新

2025-07-04 14:50:17作者:冯爽妲Honey

HiGHS是一款开源的混合整数线性规划(MILP)求解器,由英国爱丁堡大学开发团队维护。作为一款高性能的数学优化工具,HiGHS支持线性规划(LP)、混合整数线性规划(MILP)和二次约束规划(QP)问题的求解。本次发布的v1.11.0版本带来了多项重要改进和新功能,显著提升了求解器的稳定性、性能和用户体验。

构建系统改进

本次版本对构建系统进行了多项优化。首先,项目将命令行解析库替换为Cpp11,这一改动提升了代码的现代性和可维护性。在CMake配置方面,项目结构调整为以highs/作为根目录,取代了原来的src/目录结构,使项目组织更加清晰。

针对不同编译器的兼容性也得到增强,特别是对Intel LLVM编译器在Linux平台的支持进行了优化。Windows MSVC平台的构建输出目录也调整为更符合常规的Release/bin路径。此外,修复了zstr头文件缺失的问题,确保在GCC v15和Clang v19等新版本编译器下能够正常编译。

核心功能增强

MIP求解器改进

新版本在混合整数规划求解方面有多项重要改进。首先修复了HighsMipSolver::solutionFeasible()中的断言错误,提高了求解器的稳定性。新增了可行性跳跃启发式算法(feasibility jump heuristic),这一功能默认开启,能有效提升MIP问题的求解效率。

此外,还引入了ZI舍入和移位(ZI rounding and shifting)两种新的MIP原始启发式算法。虽然默认关闭,但用户可以通过相应选项启用这些启发式方法。RINS、RENS和基于根节点简化成本的启发式算法现在也可以通过选项灵活控制,便于用户根据问题特性调整求解策略。

数值稳定性和预处理优化

在数值处理方面,新版本对预处理中的系数缩放增加了上限限制(最大缩放因子为1024),防止数值不稳定问题。修正了行预处理中系数加强时使用的边界条件,提高了预处理的质量。同时调整了强制行缩减的容差计算方式,避免使用具有小系数和边界的行,增强了数值鲁棒性。

接口和功能扩展

API和文件处理增强

C API新增了Highs_changeRowsBoundsByRange函数,提供了更灵活的行边界修改方式。文件处理功能得到扩展,现在可以通过Highs::run()直接读取或写入解决方案文件、基文件等,方便建模语言集成。

LP文件读取器现在能够正确处理没有目标函数段的情况,提高了兼容性。同时,对关键字处理进行了优化,确保CSECTION等特殊关键字不会被误认为变量名。

KKT误差度量体系

新版本引入了一套完整的KKT误差度量体系,包括原始不可行性、对偶不可行性、原始残差、对偶残差等多种相对误差指标。这些指标帮助用户更准确地评估求解器返回的"最优"解的质量,特别是对于cuPDLP-C和IPX等一阶求解器得到的解。新增的optimality_tolerance选项允许用户自定义最优性容差,提高了灵活性。

底层优化和问题修复

本次发布修复了多个关键问题,包括HighsCliqueTable中的数值错误、HighsFeasibilityJump中的逻辑错误,以及CMIR割平面的系数计算问题。这些修复显著提升了求解器的正确性和可靠性。

在代码质量方面,修正了多个文档字符串,提高了API的使用体验。同时优化了缩放LP问题时的基处理逻辑,确保缩放因子能正确应用于解向量。

HiGHS v1.11.0版本的这些改进使得这款开源优化工具在性能、稳定性和易用性方面都达到了新的高度,将为运筹学研究和工业应用提供更加强大的支持。

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