R语言使用optim实现多参数外层双重优化时的传参报错问题

问题成因 #

optim()的传参逻辑是固定的：调用优化目标函数时，仅会把待优化的参数向量par作为第一个位置参数整体传入函数，不会自动将向量的各个元素拆分，匹配给目标函数的多个独立形参。
之前单参数的外层函数之所以能正常运行，是因为函数形参只有1个，和optim()/optimize()传入的单值参数刚好匹配，不存在参数拆分的问题。
当外层函数定义了两个独立形参first_factor和second_factor时，调用optim(par=c(0,2), outer_function_args)会把长度为2的par向量整体赋值给第一个形参first_factor，第二个形参second_factor没有接收到任何值，因此触发“参数缺失”的报错。

解决方法 #

有两种可落地的实现方案，都不需要改动内层优化的核心逻辑：

• 方案1：将外层待优化函数的入参调整为单个向量，在函数内部完成参数拆分
  这是最贴合optim()传参习惯的写法，调整后的函数代码如下：

outer_function_args <- function(p) {
  # 从传入的待优化向量中拆分两个参数
  first_factor <- p[1]
  second_factor <- p[2]
  inner_function <- constructor_function(c(first_factor, second_factor, 3, 4))
  values <- optim(c(0, 0), inner_function)$par
  tot <- sum(values)
  return(tot)
}

# 验证原有函数的计算逻辑未被改动
outer_function_args(p = c(1, 2))
#> [1] -10

# 正常运行外层optim优化
optim(par = c(0, 2), fn = outer_function_args)

• 方案2：保留原有多参数函数定义，在optim()调用时通过匿名函数做参数适配
  适合不想修改已有函数结构的场景，用一层匿名函数承接optim()传入的向量参数，再拆分传递给原函数即可：

# 原有outer_function_args定义保持不变
outer_function_args <- function(first_factor, second_factor) {
  inner_function <- constructor_function(c(first_factor, second_factor, 3, 4))
  values <- optim(c(0, 0), inner_function)$par
  tot <- sum(values)
  return(tot)
}

# 调用optim时增加匿名函数适配传参
optim(
  par = c(0, 2),
  fn = function(p) {
    outer_function_args(first_factor = p[1], second_factor = p[2])
  }
)

补充说明：如果外层优化需要给两个参数分别设置上下界，可以在函数内部拆分参数后，将对应的上下界向量按顺序传入optim()的lower/upper参数即可，传参逻辑和单参数优化保持一致。当前示例中外层目标函数会随两个参数增大单调递减，如果没有设置边界，优化结果会随初始值漂移，属于目标函数本身的特性，和传参逻辑无关。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Emy