Solver

Librería, bindings y CLI para resolver sistemas de ecuaciones no lineales como problemas de optimización con 4 estrategias. Usa un DSL compartido por varios repos de Ramo Libre.

Índice

• DSL
• Bindings
  • TypeScript (napi-rs)
  • WebAssembly (wasm-bindgen)
• CLI

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DSL

El DSL se escribe línea por línea. Cada línea puede ser:

Comentarios

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Asignación

NF = NP * 0.6 + Ex * 0.4
promedio = (a + b) / 2

Una variable definida en una asignación se considera calculada (no es variable libre de decisión). No puede tener el mismo nombre que una variable libre.

Restricciones

NF >= 4.0
NP + Ex <= 10.0
a > 0
b < 100
a + b == 15
promedio <= 7.0

Operadores relacionales: >=, <=, >, <, ==.

Declaración de dominio (variable libre)

Forma 1 — keyword dominio:

dominio NP, Ex [1.0, 7.0]
dominio X [0, 100]

Forma 2 — notación in:

NP in [1.0, 7.0]
Ex in [1.0, 7.0]

Las variables con dominio son variables libres de decisión. El solver encuentra sus valores óptimos dentro del rango.

Labels

critica: NF >= 4.0
suave: NP <= 7.0

Un label es un identificador antes de :. Se muestra en el slack output. No puede contener operadores (=, <, >, +, -, *, /, (, ), [, ]).

Expresiones aritméticas

Operadores: +, -, *, /, ** (potencia).

a + b * c
(x - 1) ** 2 + (y - 2) ** 2

Funciones integradas:

prom(x...)
cada(x...)
escalon(x)
min(a, b, ...)
max(a, b, ...)

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Bindings

TypeScript (napi-rs)

El binding napi-rs se compila a un .node file y se carga con require().

import { solve, JsSolverConfig, JsSolverResult } from 'solver'

JsSolverConfig (input)

interface JsSolverConfig {
  strategy: 'punto_medio' | 'minimo_esfuerzo' | 'maximo_seguridad' | 'minimo_varianza'
  default_domain_lo?: number   // default 0.0
  default_domain_hi?: number   // default 100.0
  penalty_weight?: number      // default 1e6
  montecarlo_n?: number        // default 2000
  feasibility_tol?: number     // default 1e-4
  popsize?: number             // default 10
  max_iter?: number            // default 1000
}

JsSolverResult (output)

interface JsSolverResult {
  feasible: boolean
  plan: Record<string, number>        // variable → valor óptimo
  penalty: number
  strategy: string
  probability: number                 // 0.0 – 1.0
  effectiveness: number               // 0.0 – 1.0
  montecarlo_samples: number
  constraint_violations: string[]     // descripciones de violaciones
  libertad: JsLibertadEntry[]
  elapsed_ms: number
}

interface JsLibertadEntry {
  label?: string
  raw: string        // línea original de la constraint
  slack: number      // distancia al límite (negativo si viola)
  penalty: number    // penalización cuadrática
}

WebAssembly (wasm-bindgen)

El WASM se compila con wasm-pack y expone las mismas funciones con serialización JSON nativa (serde-wasm-bindgen).

solve(script: string, config: object): object

import init, { solve, validate } from './solver'

await init()

const result = solve('x >= 5', {
  strategy: 'punto_medio',
  default_domain_lo: 0,
  default_domain_hi: 100,
})
// result.feasible: boolean
// result.plan: Record<string, number>
// result.constraint_violations: string[]
// result.libertad: { label?, raw, slack, penalty }[]

validate(script: string, config: object): { valid: boolean, errors: string[] }

Valida el script sin ejecutar el solver. Útil para feedback en tiempo real.

const { valid, errors } = validate('x >= 5', { strategy: 'punto_medio' })
// valid: true
// errors: []

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CLI

Compilar

cargo build --release
alias ramo_solver='./target/release/solver'

Uso

ramo_solver [opciones] < archivo.dsl
echo 'x >= 5' | ramo_solver

Opciones

Flag	Descripción	Default
--strategy <nombre>	punto_medio, minimo_esfuerzo, maximo_seguridad, minimo_varianza	punto_medio
--montecarlo <n>	Muestras Monte Carlo	2000
--popsize <n>	Población DE por dimensión	10
--penalty <f>	Peso de penalización	1000000
--domain <lo,hi>	Dominio por defecto si no se declara en el DSL	0.0,100.0
--feasibility-tol <f>	Tolerancia de factibilidad	0.0001
--pretty	Output legible para humanos	off (JSON)
--json	Output JSON (default)	on
--help	Muestra ayuda

Ejemplos

echo 'x >= 5' | ramo_solver
echo 'x >= 5' | ramo_solver --pretty
echo 'x >= 5\nx in [0, 10]' | ramo_solver --strategy minimo_esfuerzo --montecarlo 5000
ramo_solver --domain 1.0,10.0 < problema.dsl