CPLEX C++ IloModel GetClone后新增约束求解结果异常问题

问题复现代码 #

IloEnv env;
IloModel model(env);

IloNumVar X(env, 0, IloInfinity, ILOFLOAT);
IloNumVar Y(env, 0, IloInfinity, ILOFLOAT);

model.add(X + Y <= 5);
model.add(IloMaximize(env, 2*X + Y));

IloCplex mycplex(env);
mycplex.extract(model);
IloBool feasible = mycplex.solve();

if(feasible == IloTrue){
    cout << mycplex.getObjValue() << "\n"; // 输出目标值10，结果符合预期
}

IloModel model1 = model.getClone(env);
model1.add(X <= 4);

IloCplex mycplex1(env);
mycplex1.extract(model1);
IloBool feasible1 = mycplex1.solve();

if(feasible1 == IloTrue){
    cout << mycplex1.getObjValue() << "\n"; // 预期目标值9，实际仍输出10
}

问题现象 #

初始模型配置约束X+Y<=5，目标函数为最大化2*X+Y，首次求解得到目标值10，符合预期。调用model.getClone(env)克隆得到新模型model1后，为model1新增X<=4的约束，重新提取模型求解，理论最优目标值应为9，实际求解输出仍为10。

根本原因 #

IloModel::getClone(env)执行的是模型的深度复制，会为克隆后的新模型生成一套完全独立的建模对象（包括变量、约束、目标函数），这些克隆生成的对象和代码中提前定义的原变量X/Y是完全独立、没有绑定关系的不同对象。
你给model1添加X<=4约束时，引用的是原模型下的旧变量X，这个变量不属于克隆模型model1的内部变量集合。CPLEX提取模型时如果发现约束引用了未被加入模型的变量，会自动将该变量作为独立新变量加入求解模型，但这个旧X既不出现在克隆模型的目标函数里，也不出现在其他原有约束中，X<=4的约束只会限制这个无关变量的取值，完全不会影响克隆模型内部原有变量副本的可行域，相当于新增的约束根本没有对原问题产生任何限制，因此求解结果和原模型完全一致，仍输出目标值10。

修正方法 #

• 如果需要基于克隆后的模型修改约束，必须先建立原变量和克隆后变量的映射关系，拿到克隆模型内部对应的变量副本后，再基于该副本构建新约束加入模型。
• 对于逻辑不复杂的场景，更稳妥的方式是直接在同一个环境下新建模型，重新按需添加变量、约束和目标函数，避免深度复制带来的对象不匹配问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者m6rco