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arXiv 2402.18514math.OC

一种用于线性规划的原始-对偶 Frank-Wolfe 算法

A Primal-Dual Frank-Wolfe Algorithm for Linear Programming

Matthew Hough, Stephen A. Vavasis

AI总结:

本文提出 FWLP 与 FWLP-P 两种一阶原始-对偶 Frank-Wolfe 算法求解线性规划鞍点问题,证明 FWLP-P 的 O(1/√k) 收敛率,并指出其仅需访问部分矩阵 A,适合超大规模 LP。

摘要:

我们提出了两种一阶原始-对偶算法,用于求解线性规划的鞍点形式,即 FWLP(Frank-Wolfe Linear Programming,Frank-Wolfe 线性规划)和 FWLP-P。前者在标准形式 LP 的鞍点表述中,对原始问题和对偶问题迭代应用 Frank-Wolfe 算法。后者是 FWLP 的一种改进,在计算迭代点时使用正则化扰动。我们证明,经过 k 次迭代后,FWLP-P 以误差 O(1/√k) 收敛到一个原始-对偶解,而 FWLP 不提供收敛保证。我们还讨论了使用 FWLP 和 FWLP-P 求解超大规模 LP 的优势。特别地,我们论证了与其他一阶方法相比,每次迭代只需要矩阵 A 的一部分。

英文摘要:

We present two first-order primal-dual algorithms for solving saddle point formulations of linear programs, namely FWLP (Frank-Wolfe Linear Programming) and FWLP-P. The former iteratively applies the Frank-Wolfe algorithm to both the primal and dual of the saddle point formulation of a standard-form LP. The latter is a modification of FWLP in which regularizing perturbations are used in computing the iterates. We show that FWLP-P converges to a primal-dual solution with error $O(1/\sqrt{k})$ after $k$ iterations, while no convergence guarantees are provided for FWLP. We also discuss the advantages of using FWLP and FWLP-P for solving very large LPs. In particular, we argue that only part of the matrix $A$ is needed at each iteration, in contrast to other first-order methods.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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