HiGHS 线性规划求解器使用指南：安装、求解 LP、QP 与 MIP-平芜编程栈

HiGHS 线性规划求解器使用指南：安装、求解 LP、QP 与 MIP

【免费下载链接】HiGHSLinear optimization software项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/hi/HiGHS

HiGHS 是一款以 C++ 为主的开源线性规划求解器，能够求解线性规划（LP）、凸二次规划（QP）和混合整数规划（MIP）三类问题。

它同时提供串行与并行两种求解模式，支持直接读取 MPS 和 LP 模型文件，可以从 Python、C、C#、Fortran 等语言调用，适合变量与约束达到数千乃至上万规模的优化任务。

项目定位

HiGHS 定位于高性能数学规划求解器，面向大规模稀疏线性优化问题，采用 MIT 许可证发布。它的目标用户包括运筹与算法工程师、工业调度与物流金融等领域的应用开发者，以及从事优化研究的教学科研人员。

核心能力

多模型覆盖：一个引擎支持 LP、凸 QP（目标 Hessian 矩阵 Q 需半正定）与 MIP。问题类型混杂时无需切换工具。
多种求解算法：默认原始对偶修正单纯形法，稳定性好；另提供 HiPO、IPX 内点法应对大规模稀疏 LP，QP 走主动集法。
分支定界 MIP：内置 MIP 求解器，集成预处理、割平面分离与启发式搜索；v1.15 起首次提供并行分支定界版本。
多语言接口：除命令行外，提供 Python（highspy）、C、C#、Fortran 接口，C# 可通过 NuGet 直接使用。
跨平台构建：在 Linux、macOS、Windows 上开发测试，CMake 构建且不依赖第三方库。

适用场景

生产与运营调度

建立生产计划与产能平衡模型
最小化原料与加工成本
满足订单交期与设备约束
对比多种备选生产方案

物流与运输

规划车辆配送路线
处理载重与时间窗约束
协调多仓库出车顺序
优化货物装载组合

投资组合与金融

构建均值-方差模型（凸 QP）
设置风险与仓位约束
将交易成本计入目标函数
比较不同风险偏好下的收益

能源系统调度

安排发电机组出力组合
平滑可再生能源出力波动
规划储能充放电时段
压降单位发电成本

快速上手：HiGHS 安装步骤与第一个求解

主流路线是 Python：highspy已发布在 PyPI 上，会自动带上 numpy 依赖，一条命令完成安装。

pip install highspy

最小 LP 示例（参照 examples/minimal.py）：

import highspy h = highspy.Highs() x1 = h.addVariable(lb=-h.inf) x2 = h.addVariable(lb=-h.inf) h.addConstrs(x2 - x1 >= 2, x1 + x2 >= 0) h.minimize(x2) h.run() print(h.getInfo().objective_function_value)

已有模型文件时，可直接调用h.readModel("model.mps")读入后求解，不必手工拼装矩阵。如果想要命令行版本，用 CMake 构建即可：先执行cmake -S . -B build，再执行cmake --build build，得到bin/highs可执行文件后，一条highs model.mps就能求解。C# 用户可从 NuGet 安装Highs.Native包；Fortran API 未包含在默认构建里，需要单独处理。

技术要点

单纯形法：原始与对偶修正单纯形实现位于 highs/simplex/，对偶单纯形支持并行定价。
内点法：HiPO 实现在 highs/ipm/hipdlp/，面向大规模稀疏 LP；同目录族还提供基于 CUDA 的 GPU 版本 cupdlp。
分支定界：highs/mip/ 模块整合了分支定界、割平面（modk、no-good 等）与原始启发式；v1.15 首发并行 MIP 求解器。
预处理：highs/presolve/ 中的 HPresolve 在求解前做问题化简、变量定界与加强。
QP 求解器：highs/qpsolver/ 用主动集法处理凸二次规划，支持热启动。

实用建议与常见坑

如果 LP 变量与约束数量很大，建议设置solver=ipm切换到内点法；中小规模问题单纯形法通常更稳。
如果求解超出时间预期，建议设置time_limit，并确认 presolve 处于开启状态（默认 on）。
如果需要结果可复现，建议通过random_seed固定随机种子，避免并行求解带来的差异。
如果在 Python 中要用 HiPO 内点法，建议执行pip install highspy[extras]，该附加包包含 HiPO 依赖且为 Apache-2.0 许可。
如果 CMake 配置失败，建议确认 CMake 版本不低于 3.15、编译器支持相应 C++ 标准，构建细节见 cmake/README.md。
如果不确定命令行参数，建议先运行bin/highs --help查看帮助，常用项包括--presolve、--solver、--parallel、--threads、--time_limit。