Kulshreshtha，K。；Narayanan，香港特别行政区。；J·贝萨克。；麦金太尔，K。 使用SWIG生成的ADOL-C接口，高效计算导数，以解决R和Python中的优化问题。 （英语） Zbl 1453.90109号 最佳方案。方法软件。 33，编号4-6，1173-1191（2018）. 摘要：脚本语言因其易用性和在许多领域（包括机器学习和统计）的快速原型价值而越来越被接受。然而，在算法差异化的背景下，主要的开发工作仍然集中在传统的编译语言上，如Fortran和C/C（++），无论是源代码转换工具还是运算符重载工具。因此，需要使用AD工具在脚本语言中高效地计算派生。ADOL-C是一个基于运算符重载的C（++）库，它为C（+++）中的应用程序提供准确的一阶和更高阶导数。SWIG是一个预处理器，它使用C/C\（++\）头文件包装库的API，以便可以从脚本语言（如R和Python以及其他一些高级编程语言）调用。尽管每种语言都有其警告，但通过SWIG提供C/C（++\）API的整个过程对于所有脚本语言来说都是一样的。由于SWIG是一个基于库的实际头文件的自动接口生成器，因此每种语言都需要进行一次初始工作，因此只需很少的工作即可将脚本接口与原始C/C\（++\）库中的上游开发保持同步。除了实现为R创建接口的最初目标之外，我们还能够为Python生成一个接口，该接口比以前实现的接口快了一个数量级。本文概述了界面生成过程、我们在两种脚本语言中遇到的挑战以及一些数值结果，以证明其实用性和效率。 MSC公司： 90立方厘米 随机规划 68瓦30 符号计算和代数计算 90-04年 与运筹学和数学编程有关的问题的软件、源代码等 关键词：算法微分；自动识别；机器学习；随机优化；数据分析；青少年-C；编写脚本；对；蟒蛇；SWIG（开关） 软件：数字派生；派生；ADIC2公司；放射性同位素；AlgoPy公司；蟒蛇；PyCppAD公司；Ryacas公司；疯狂；数字ifftools；CoDiPack公司；打开AD/F；dco/c公司++；科学Py；ADIC公司；ADMB公司；SWIG（开关）；西雅娜；亚卡斯；锥齿轮；SymPy公司；对；青少年-C；FEniCS公司；CppAD公司；DOLFIN公司；皮亚多克 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{K.Kulshreshtha}等人，Optim。方法软件。33，编号4--6，1173--1191（2018；Zbl 1453.90109） 全文： 内政部 参考文献： [1] ADMB-模板模型生成器, 2014. 可在 [2] Alns，医学硕士。；布莱希塔，J。；Hake，J。；约翰逊，A。；Kehlet，B。；Logg，A。；Richardson，C。；Ring，J。；罗杰斯，M.E。；威尔斯，G.N。，fenics项目1.5版，建筑。数字。软质。，3, 9-23, (2015) [3] R中的自动微分, 2014. 可在 [4] SWIG：一个易于使用的工具，用于将脚本语言与C和C集成++第四届Tcl/Tk年度研讨会，加利福尼亚州蒙特雷，1996年。可在 [5] 使用SWIG用Python控制、原型化和调试C程序，第四届国际Python大会，加利福尼亚州利弗莫尔，1996年。可在 [6] 向Python提供大规模物理应用程序第六届国际蟒蛇会议，加利福尼亚州圣何塞，1997年。可在 [7] CppAD：一个用于区分C++算法的软件包。网址： [8] 贝萨克，J。；Constantinescu，E.M。；M.Anitescu。，基于观测和物理模型输出的风速预测时空场景的随机模拟，Ann.应用。统计（2017） [9] 随机拟牛顿：新算法的模块化实现可在 [10] 数字ifftools。网址： [11] 伯德·R·H。；Hansen，S.L。；Nocedal，J。；Y.Singer。，大规模优化的随机拟Newton方法、SIAM J.Optim.、。，26, 1008-1031, (2016) ·Zbl 1382.65166号 [12] Calculus-SymPy 1.0文档。网址： [13] 应用TAF生成Fortran 77–95程序的高效派生代码《2002年GAMM会议记录》，德国奥格斯堡，2003年 [14] Ryacas—YACAS计算机代数系统的R接口, 2014. 可在 [15] Griewank，A。；A.沃尔特。，算法微分原理与技术，（2008），费城，SIAM·兹比尔1159.65026 [16] Griewank，A。；Kulshreshtha，K。；A.沃尔特。，算法微分的数值稳定性，计算，94125-149，（2012）·Zbl 1238.65013号 ·doi:10.1007/s00607-011-0162-z [17] 哈斯科。；V·帕斯卡尔。，tapenade自动区分工具：原理、模型和规范，ACM变速器。数学。软质。，39, 20:1-20:43, (2013) ·Zbl 1295.65026号 ·doi:10.1145/2450153.2450158 [18] R.J.霍根。，C语言中使用表达式模板的快速反向模式自动微分++，ACM变速器。数学。软质。，40, 26:1-26:16, (2014) ·Zbl 1369.65037号 ·数字对象标识代码：10.1145/2560359 [19] E.卡尔内。，大气建模、数据同化和可预测性，（2003），剑桥大学出版社，剑桥 [20] 兰博尼，M。；Iooss，B。；波佩林，A.L。；甘博阿，F。，基于导数的全球敏感性度量：与sobol指数和数值测试的一般联系，数学。计算。模拟。，87，45-54，（2013）·Zbl 1490.62035号 ·doi:10.1016/j.matcom.2013.02.002 [21] Logg，A。；威尔斯，G.N。，DOLFIN：自动有限元计算，ACM变速器。数学。软质。，37, 1-28, (2010) ·Zbl 1364.65254号 [22] DOLFIN:一个C++/python有限元库微分方程的有限元自动求解计算科学与工程讲义，第84卷，第10章Springer2012 [23] dco/c++-在c语言中通过重载派生代码++，技术代表2011,06，Aachener Informatik-Berichte，Aachen，2011 [24] Narayanan，S.香港。；诺里斯，B。；温尼卡，B。，ADIC2:用于区分C和C的组件源转换系统的开发++，Procedia Compute。科学。，1, 1845-1853, (2010) ·doi:10.1016/j.procs.2010.04.206 [25] 程序包编号派生。网址： [26] 疯狂：多元运算的自动区分, 2017. 提供于，R软件包版本0.2.2 [27] CoDiPack公司。网址： [28] Saltelli，A。；Ratto，M。；安德烈斯，T。；Campolongo，F。；Cariboni，J。；加泰利，D。；塞萨纳，M。；南卡罗来纳州塔兰托拉。，全球敏感性分析：入门，（2008），威利，奇切斯特·Zbl 1161.00304号 [29] Python-SciPy.org的科学计算工具。网址： [30] SWIG网站。网址： [31] 简单表达式的符号和算法导数。网址： [32] 统计计算的R项目。网址： [33] Theano：用于快速计算数学表达式的Python框架，预印本（2016）。可在arXiv电子打印abs/1605.02688上获取。 [34] Utke，J。；美国诺曼。；费根，M。；塔伦特，N。；斯特劳特，M。；Heimbach，P。；希尔，C。；温施，C。，openad/F：一个用于自动区分Fortran代码的模块化开源工具，ACM变速器。数学。软质。，34, 18:1-18:36, (2008) ·Zbl 1291.65140号 ·doi:10.1145/1377596.1377598 [35] Python中的AD及其在科学和工程中的应用，第八届EuroAD研讨会，数值算法小组，牛津，2009年 [36] 使用PYADOLC和PYCPPAD在Python中进行算法区分2009年，欧洲科学大会，德国莱比锡 [37] PyADOLC公司。网址： [38] 沃尔特·S·F。；莱曼，L。，python中的算法微分，J.计算。科学。，4, 334-344, (2013) ·doi:10.1016/j.jocs.2011.10.007 [39] 沃尔特·S·F。；施密特，A。；科克尔，S。，多控制变量实验设计的伴随优化，J.过程控制，241504-1515，（2014）·doi:10.1016/j.jprocont.2014.06.019 [40] ADOL-C入门组合科学计算查普曼-霍尔纽约2012181202 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。