Clp（COIN-OR 線形計画ソルバー）

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Clp（COIN-OR 線形計画ソルバー）

Clp（COIN-OR 線形計画ソルバー）

COIN-OR のオープンソース線形計画ソルバー「Clp（Coin-or LP）」のリポジトリです。C++で実装された高性能な単体法ベースのLPソルバーで、疎行列を扱うための効率的なデータ構造と数値安定化手法を備え、COIN-OR エコシステム（OSI、CBC など）と密に連携します。学術研究や産業用途の組み込み用バックエンドとして利用でき、MPS など標準フォーマットの読み込みやプログラムからのAPI操作が可能です。開発はボランティア主体で行われています（300字程度）。

https://github.com/dibongyu/clip

概要

Clp（COIN-OR Linear Programming Solver）は、COIN-OR 財団の下で開発されているC++実装の線形計画（LP）ソルバーです。主に改良単体法（revised simplex）を中心に実装されており、疎行列の格納・操作に最適化されたデータ構造を持ち、大規模問題の解決に適しています。OSI（Open Solver Interface）や他のCOIN-ORプロジェクト（例: CBC）との連携により、組み込みや拡張が容易で、研究用途から実務用途まで幅広く使われています。数値安定性向上のためのスケーリングやクラッシュ開始法、前処理などの実装も備え、MPSなど標準的なファイルフォーマットを取り扱えます。（約300字）

GitHub

リポジトリの統計情報

  • スター数: 52
  • フォーク数: 0
  • ウォッチャー数: 52
  • コミット数: 30
  • ファイル数: 25
  • メインの言語: C++

主な特徴

  • 高効率な改良単体法（primal/dual revised simplex）を中心とした実装
  • 疎行列向けの専用データ構造と数値安定化（スケーリング、クラッシュ開始など）
  • COIN-OR エコシステム（OSI, CBC 等）との連携による拡張性と再利用性
  • C++ ベースでAPIから直接利用可能、MPS等の標準フォーマットに対応

技術的なポイント

Clp の核は、改良単体法（revised simplex）を効率的に実現するためのデータ構造と数値処理にあります。大規模疎行列を扱うために、列優先・行優先の圧縮格納（Compressed Sparse Column/Row に相当する設計）や、CoinPackedMatrix のようなCoin-OR共通の行列表現を利用してメモリと演算を最適化しています。基底行列の因子分解（LU分解に相当する処理）は専用のファクタライザで管理され、頻繁な基底更新に対しても効率的に再利用・更新できるよう工夫されています。

数値安定化の観点では、スケーリングやピボット選択、反復精度の管理（許容誤差や反復回数の制御）が実装されており、特に実務で遭遇する悪条件の行列に対しても安定して収束させるためのオプション群が用意されています。スタート戦略としての “crash”（良い初期基底を速やかに見つける手法）や、必要に応じたプリプロセス（冗長制約の除去、固定変数の処理など）も性能向上に寄与します。

設計面では、ソルバーとして単体で使えるだけでなく、OSI（Open Solver Interface）を通じて他の最適化ソフトや高レベル言語から抽象化された形で利用できる点が重要です。たとえば分枝限定法の整数ソルバー（CBC）では、LPのバックエンドとしてClpが用いられることが多く、効率的なLP解法が全体の探索性能に直結します。さらに、API経由で行列の部分更新、行列の再定義、制約の追加・削除、ソルバー設定の細密な制御が可能であり、研究でのアルゴリズム比較やアプリ組み込みにも向いています。

並列化については、主に単体法のアルゴリズム特性上、完全なマルチスレッド化は難しいケースがあるものの、因子分解やBLAS系処理の外部ライブラリ活用、並列化可能な前処理や読み込み部分での工夫により大規模問題での実用性能を確保する設計になっています。ライセンスはCOIN-ORプロジェクトに準じたオープンな形態で、コミュニティによる保守・拡張が可能です。（約1200字）

プロジェクトの構成

主要なファイルとディレクトリ：

  • .coin-or: dir
  • .gitattributes: file
  • .github: dir
  • .gitignore: file
  • LICENSE: file

…他 20 ファイル

（上記に加え、一般的なClp系リポジトリでは README、ソースディレクトリ、ヘッダ群、テスト/例、ビルド設定ファイルなどが含まれ、ソルバーのコア実装、行列処理、因子分解、入力/出力処理が役割ごとに分割されています。）

まとめ

COIN-OR エコシステムで広く使える、堅牢かつ拡張性の高いC++製LPソルバーです。（約50字）

リポジトリ情報：

READMEの抜粋：

Clp

A COIN-OR Project

Projects such as this one are maintained by a small group of volunteers under the auspices of the non-profit COIN-OR Foundation and we need your help! Please consider sponsoring our activities or volunteering to help!

[![Latest Release](https://img.shields.io/github/v/release/coin-or/Clp?sort=semver…