将 MATLAB 优化程序与目标函数集成

R2026b

概述

此示例向您说明如何创建一个 .NET 应用程序，使用 MATLAB^® 优化函数 fminsearch 和 MWObjectArray 类来查找目标函数的局部最小值。

在此示例中，您执行以下步骤：

使用 MATLAB Compiler SDK™ 产品创建一个程序集 (OptimizeComp)。该程序集将 MATLAB 优化程序应用于作为 .NET 对象实现的目标函数。
在 C# 应用程序 (OptimizeApp.cs) 或 Visual Basic^® 应用程序 (OptimizeApp.vb) 中访问该组件。
使用 MWObjectArray 类通过 C# (BananaFunction.cs) 或 Visual Basic (BananaFunction.vb) 创建对 .NET 对象的引用，并将该对象传递给组件。
使用 Visual Studio^® .NET 开发环境构建并运行应用程序。

OptimizeComp 应用程序

OptimizeComp 应用程序找到目标函数的局部最小值并返回最小位置和值。该组件使用 MATLAB 优化函数 fminsearch。此示例优化了 fminsearch 文档中使用的 Rosenbrock banana 函数。

OptimizeComp.OptimizeClass 类对作为 .NET 对象实现的目标函数执行无约束非线性优化。此类的方法 doOptim 接受实现目标函数的初始值（NET 对象），并返回局部最小值的位置和值。

第二种方法 displayObj 是一个列出 .NET 对象特征的调试工具。doOptim 和 displayObj 这两个方法封装了 MATLAB 函数。

文件

MATLAB 函数	`doOptim.m` `displayObj.m`
MATLAB 函数位置	`matlabroot\toolbox\dotnetbuilder\Examples\VSVersion\NET\OptimizeExample\OptimizeComp`
C# 代码位置	`matlabroot\toolbox\dotnetbuilder\Examples\VSVersion\NET\OptimizeExample\OptimizeCSApp\BananaFunction.cs`
Visual Basic 代码位置	`matlabroot\toolbox\dotnetbuilder\Examples\VSVersion\NET\OptimizeExample\OptimizeVBApp\BananaFunction.vb`
MWArray API 参考位置	`matlabroot\help\dotnetbuilder\MWArrayAPI`

过程

将 MATLAB 附带的以下文件夹复制到您的工作文件夹：
matlabroot\toolbox\dotnetbuilder\Examples\VSVersion\NET\OptimizeExample
在 MATLAB 命令提示符下，导航到工作文件夹中的新 OptimizeExample\OptimizeComp 子文件夹。

检查您想要访问的 MATLAB 代码。此示例使用 doOptim.m 和 displayObj.m。

function [x,fval] = doOptim(h, x0)
mWrapper = @(x) h.evaluateFunction(x);

directEval = h.evaluateFunction(x0)
wrapperEval = mWrapper(x0)

[x,fval] = fminsearch(mWrapper,x0)

function className = displayObj(h)

h
className = class(h)
whos('h')
methods(h)

使用以下信息，使用 .NET 程序集编译器或 compiler.build.dotNETAssembly 构建 .NET 组件：

字段值
库名称 OptimizeComp
类名 OptimizeComp.OptimizeClass
要编译的文件 doOptim.m
displayObj.m

例如，如果您使用的是 compiler.build.dotNETAssembly，请输入：
```
buildResults = compiler.build.dotNETAssembly(["doOptim.m","displayObj.m"], ...
'AssemblyName','OptimizeComp', ...
'ClassName','OptimizeComp.OptimizeClass');
```
有关详细信息，请参阅生成 MWArray .NET 程序集并构建 .NET 应用程序中的说明。

字段	值
库名称	`OptimizeComp`
类名	`OptimizeComp.OptimizeClass`
要编译的文件	`doOptim.m` `displayObj.m`

确定是否使用 C# 还是 Visual Basic 来访问组件。

如果您使用 C#，请为实现对象函数的类编写源代码以进行优化。

本示例的示例应用程序位于 OptimizeExample\OptimizeCSApp\BananaFunction.cs

BananaFunction.cs

using System;

namespace MathWorks.Examples.Optimize
{
  public class BananaFunction 
    {
	    public BananaFunction() {}

	    public double evaluateFunction(double[] x)
	      {
		      double term1= 100*Math.Pow((x[1]-Math.Pow(x[0],2.0)),2.0); 
		      double term2=  Math.Pow((1-x[0]),2.0);
		      return term1+term2;
        }
	  }
}

Visual Basic

如果您使用的是 Visual Basic，请为实现对象函数的类编写源代码以进行优化。

此示例的示例应用程序位于 OptimizeExample\OptimizeVBApp\BananaFunction.vb 中。

BananaFunction.vb

Imports System

Namespace MathWorks.Examples.Optimize

    Class BananaFunction

#Region "Methods"
        Public Sub BananaFunction()
        End Sub

        Public Function evaluateFunction(ByVal x As Double()) As Double

            Dim term1 As Double = 100 * Math.Pow((x(1) - Math.Pow(x(0), 
                                                             2.0)), 2.0)
            Dim term2 As Double = Math.Pow((1 - x(0)), 2.0)
            Return term1 + term2
        End Function
#End Region

    End Class
End Namespace

BananaFunction 类实现了 fminsearch 文档中描述的 Rosenbrock banana 函数。

使用 Visual Studio 打开与您的应用程序语言相对应的 .NET 工程文件。
- C#
  如果您使用的是 C#，则 OptimizeCSApp 文件夹包含此示例的 Visual Studio .NET 工程文件。在 Windows^® 资源管理器中双击 OptimizeCSApp.csproj 在 Visual Studio .NET 中打开该工程。您也可以通过右键点击 OptimizeCSApp.csproj 并选择在 MATLAB 外部打开从桌面打开它。
- Visual Basic
  如果您使用的是 Visual Basic，则 OptimizeVBApp 文件夹包含此示例的 Visual Studio .NET 工程文件。在 Windows 资源管理器中双击 OptimizeVBApp.vbproj 在 Visual Studio .NET 中打开该工程。您也可以通过右键点击 OptimizeVBApp.vbproj 并选择在 MATLAB 外部打开从桌面打开它。
添加对您的程序集文件 OptimizeComp.dll 的引用。

添加对 MWArray API 的引用。

如果您的系统上安装了 MATLAB	`matlabroot\toolbox\dotnetbuilder\bin\win64\<framework_version>\MWArray.dll`
如果您的系统上安装了 MATLAB Runtime	`<MATLAB_RUNTIME_INSTALL_DIR>\toolbox\dotnetbuilder\bin\win64\<framework_version>\MWArray.dll`

在 Visual Studio .NET 中构建并运行 OptimizeApp 应用程序。

该程序显示以下输出：

Using initial points= -1.2000 1


*****************************************************
**            Properties of .NET Object            **
*****************************************************

h =

  MathWorks.Examples.Optimize.BananaFunction handle 
             with no properties.
  Package: MathWorks.Examples.Optimize




className =

MathWorks.Examples.Optimize.BananaFunction


  Name  Size   Bytes  Class  Attributes

  h      1x1    60  MathWorks.Examples.Optimize.BananaFunction



Methods for class MathWorks.Examples.Optimize.BananaFunction:

BananaFunction    addlistener       findprop          lt
Equals            delete            ge                ne
GetHashCode       eq                gt                notify
GetType           evaluateFunction  isvalid
ToString          findobj           le


**************** Finished displayObj ****************


*****************************************************
** Performing unconstrained nonlinear optimization **
*****************************************************

directEval =

   24.2000



wrapperEval =

   24.2000



x =

    1.0000    1.0000



fval =

  8.1777e-010


***************** Finished doOptim ******************


Location of minimum: 1.0000    1.0000
Function value at minimum: 8.1777e-010

另请参阅

compiler.build.dotNETAssembly

将 MATLAB 优化程序与目标函数集成

概述

OptimizeComp 应用程序

文件

过程

另请参阅

主题