[C++知识库]Cplex教程（C++）

Cplex教程（C++）

背景

Cplex是一款十分强大的商用规划求解器，之前本人在求解博弈策略的时候使用过，认为其至少有两大优势。

• 求解速度十分快，并且听说可以支持上千个变量。
• 在C++中，与Cplex接口的语法十分简单，几乎就是无脑编写。

但是在使用的过程中我也发现了一些问题，比如有一些较复杂的多次规划，matlab可以求解但是Cplex好像不支持求解？

但是瑕不掩瑜，Cplex依旧是我求解规划的第一选择，下面我来结合官方文档简单介绍一下Cplex的入门使用，进阶的操作方法需要靠读者们自行去钻研啦。这里贴一下Cplex的官方文档，写得十分棒，不需要再去借鉴其他资料了。

Cplex官方文档

环境搭建

本人是在Win系统下搭建Cplex环境的，前前后后花了大概一节操作系统课的时间才完成（yp哥应该不会看到这篇博客）。网上的很多教程都是针对VS2015或者是更早的一些版本搭建的，在借鉴后发现都存在问题。最后，我是参考了一个up主的视频教程才完美搭建的。

Cplex环境搭建视频教程

简单语法介绍

环境创建与关闭

IloEnv env;
env.end();

变量的创建

对于简单变量的创建使用形如下面的语句：

IloNumVarArray vars(env);
//类型可以是 ILOFLOAT、ILOINT 或 ILOBOOL，分别代表连续变量、整数变量或布尔型变量。
vars.add(IloNumVar(env, 0, 40, ILOINT));  // 0 <= x1 <= 40 且 x1为整数
vars.add(IloNumVar(env, -1, 10, ILOINT));

注意用此类语句顺序创建出来的变量在之后的程序中分别表现为***vars[0]、vars[1]、vars[2]***等

对于复杂的变量表达式创建可以参考如下语句：

IloExpr expr(env);
for (int i = 0; i < x.getSize(); ++i)
  expr += vars[i] * x[i];
//这句话创建出来的表达式expr在后面的约束式、目标式中均可以直接使用

声明约束

IloModel model(env);
model.add(-vars[0] + vars[1] + vars[2] <= 20);//subject to -x1 + x2 + x3 <= 20
model.add(vars[0] - 3 * vars[1] + vars[2] <= 30);//x1 - 3 x2 + x3 <=30

声明目标

model.add(IloMaximize(env, vars[0] + 2 * vars[1] + 3 * vars[2])); //maximize x1 + 2 x2 + 3 x3
//很显然这里的Max也可以改为Min

实例介绍

使用之前记得把解决方案改为***Release x64***。

下面这个是Cplex自带的一个实例，可以用来测试一下自己的环境是否已经成功搭建。具体的实现内容，相信结合之前的语法介绍以及零星的一些注释也可以明白程序在求解一个什么形式的规划。

在使用的使用在这个程序上修修改改一般就可以了。

#include <ilcplex/ilocplex.h>
#include <stdio.h>
using namespace std;

ILOSTLBEGIN
int
main(void*) {
	IloEnv env;
	try {
		IloModel model(env);
		IloNumVarArray vars(env);
		vars.add(IloNumVar(env, 0.0, 40.0));  // 0 <= x1 <= 40
		vars.add(IloNumVar(env));  // 0 <= x2
		vars.add(IloNumVar(env));  // 0 <= x3
		model.add(IloMaximize(env, vars[0] + 2 * vars[1] + 3 * vars[2])); //maximize x1 + 2 x2 + 3 x3
		model.add(-vars[0] + vars[1] + vars[2] <= 20);//subject to -x1 + x2 + x3 <= 20
		model.add(vars[0] - 3 * vars[1] + vars[2] <= 30);//x1 - 3 x2 + x3 <=30
		IloCplex cplex(model);
		if (!cplex.solve()) {
			env.error() << "Failed to optimize LP." << endl;
			throw(-1);
		}
		IloNumArray vals(env);
		env.out() << "Solution status = " << cplex.getStatus() << endl;
		env.out() << "Solution value = " << cplex.getObjValue() << endl;
		cplex.getValues(vals, vars);
		env.out() << "Values = " << vals << endl;
	}
	catch (IloException & e) { cerr << "Concert exception caught: " << e << endl; }
	catch (...) { cerr << "Unknown exception caught" << endl; }
	env.end();
	system("pause");
	return 0;
}