注明：程序中调用的函数jintuifa.m golddiv.m我在之前的笔记中已贴出

DFP算法和BFGS算法不同在于H矩阵的修正公式不同

DFP算法

%拟牛顿法中DFP算法求解f = x1*x1+2*x2*x2-2*x1*x2-4*x1的最小值，起始点为x0=[1 1]  H0为二阶单位阵

%算法根据最优化方法(天津大学出版社)116页算法3.5.1编写

%v1.0 author: liuxi BIT

%format long

syms  x1 x2 alpha;

f = x1*x1+2*x2*x2-2*x1*x2-4*x1;%要最小化的函数

df=jacobian(f,[x1 x2]);%函数f的偏导

epsilon=1e-6;%0.000001

k=1;

x0=[1 1];%起始点

xk=x0;

gk=subs(df,[x1 x2],xk);%起始点的梯度

%gk=double(gk);

H0=[1 0;0 1];%初始矩阵为二阶单位阵

while(norm(gk)>epsilon)%迭代终止条件||gk||<=epsilon

if k==1

pk=-H0*gk';%负梯度方向

Hk0=H0;%HK0代表HK(k-1)

else

pk=-Hk*gk';

Hk0=Hk;%HK0代表HK(k-1)

end

f_alpha=subs(f,[x1 x2],xk+alpha*pk');%关于alpha的函数

[left right] = jintuifa(f_alpha,alpha);%进退法求下单峰区间

[best_alpha best_f_alpha]=golddiv(f_alpha,alpha,left,right);%黄金分割法求最优步长

xk=xk+best_alpha*pk';

gk0=gk;%gk0代表g(k-1)

gk=subs(df,[x1 x2],xk);

%gk=double(gk);

yk=gk-gk0;

sk=best_alpha*pk';%sk=x(k+1)-xk

Hk=Hk0-Hk0*yk'*yk*Hk0/(yk*Hk0*yk')+sk'*sk/(yk*sk');%修正公式

k=k+1;

end

best_x=xk;%最优点

best_fx=subs(f,[x1 x2],best_x);%最优值

BFGS算法

%拟牛顿法中BFGS算法求解f = x1*x1+2*x2*x2-2*x1*x2-4*x1的最小值，起始点为x0=[1 1]  H0为二阶单位阵

%算法根据最优化方法(天津大学出版社)122页编写

%v1.0 author: liuxi BIT

%format long

syms  x1 x2 alpha;

f = x1*x1+2*x2*x2-2*x1*x2-4*x1;%要最小化的函数

df=jacobian(f,[x1 x2]);%函数f的偏导

epsilon=1e-6;%0.000001

k=1;

x0=[1 1];%起始点

xk=x0;

gk=subs(df,[x1 x2],xk);%起始点的梯度

%gk=double(gk);

H0=[1 0;0 1];%初始矩阵为二阶单位阵

while(norm(gk)>epsilon)%迭代终止条件||gk||<=epsilon

if k==1

pk=-H0*gk';%负梯度方向

Hk0=H0;%HK0代表HK(k-1)

else

pk=-Hk*gk';

Hk0=Hk;%HK0代表HK(k-1)

end

f_alpha=subs(f,[x1 x2],xk+alpha*pk');%关于alpha的函数

[left right] = jintuifa(f_alpha,alpha);%进退法求下单峰区间

[best_alpha best_f_alpha]=golddiv(f_alpha,alpha,left,right);%黄金分割法求最优步长

xk=xk+best_alpha*pk';

gk0=gk;%gk0代表g(k-1)

gk=subs(df,[x1 x2],xk);

%gk=double(gk);

yk=gk-gk0;

sk=best_alpha*pk';%sk=x(k+1)-xk

%====begin=============与DFP算法不同的地方==============    wk=(yk*Hk*yk')^0.5*(sk'/(yk*sk')-Hk*yk'/(yk*Hk*yk'));

Hk=Hk0-Hk0*yk'*yk*Hk0/(yk*Hk0*yk')+sk'*sk/(yk*sk')+wk*wk';%修正公式

%====end===============与DFP算法不同的地方==============    k=k+1; end best_x=xk%最优点 best_fx=subs(f,[x1 x2],best_x)%最优值