在Backtracking线搜索中,搜索方向的选择是非常重要的,对于搜索性能和收敛速度都有很大的影响。在选择搜索方向时,可以采用以下方法:
通过求解方程 Ax = b,其中 A 是目标函数的 Hessian 矩阵,b 是梯度向量,来得到搜索方向x。这种方法可以在一定程度上保证搜索方向的准确性,但是计算量比较大,因此不太适合大规模的问题。
使用一个搜索方向近似值作为初始搜索方向,然后迭代地对其进行调整,直到满足某个收敛准则为止。这种方法的优点是在保证搜索方向精度的前提下,计算量比较小,适合计算较为复杂的问题。
以下是使用第一种方法的示例代码:
import numpy as np
from scipy.linalg import solve
def backtracking_line_search(f, grad, x, c, alpha, beta):
# 梯度下降算法
max_iter = 100
tol = 1e-5
iters = 0
while iters < max_iter:
direction = -solve(grad(x), grad(x)) # 通过求解 Hessian 矩阵得到搜索方向
t = 1.0
while f(x + t * direction) > f(x) + c * t * np.dot(grad(x), direction):
t = beta * t
if np.linalg.norm(t * direction) < tol:
break
x = x + t * direction
iters += 1
return x
以上是使用Backtracking线搜索中的搜索方向问题的解决方法。