R optim(): неожиданное поведение при работе с родительскими средами

Рассмотрим функцию fn() которая хранит самый последний ввод x и его возвращаемое значение ret <- x^2 в родительской среде.

makeFn <- function(){
    xx <- ret <- NA
    fn <- function(x){
       if(!is.na(xx) && x==xx){
           cat("x=", xx, ", ret=", ret, " (memory)", fill=TRUE, sep="")
           return(ret)
       }
       xx <<- x; ret <<- sum(x^2)
       cat("x=", xx, ", ret=", ret, " (calculate)", fill=TRUE, sep="")
       ret
    }
    fn
}
fn <- makeFn()

fn() выполняет вычисления только в том случае, если указано другое входное значение. В противном случае он читает ret из родительской среды.

fn(2)
# x=2, ret=4 (calculate)
# [1] 4
fn(3)
# x=3, ret=9 (calculate)
# [1] 9
fn(3)
# x=3, ret=9 (memory)
# [1] 9

Когда плагин fn() в optim() находит его минимум, это приводит к неожиданному поведению:

optim(par=10, f=fn, method="L-BFGS-B")
# x=10, ret=100 (calculate)
# x=10.001, ret=100.02 (calculate)
# x=9.999, ret=100.02 (memory)
# $par
# [1] 10
# 
# $value
# [1] 100
#
# (...)

Это ошибка? Как это может случиться?

Даже когда я использую C-API R, мне трудно представить, как можно добиться такого поведения. Есть идеи?

Замечания:

работает:

library("optimParallel") # (parallel) wrapper to optim(method="L-BFGS-B")
cl <- makeCluster(2); setDefaultCluster(cl)
optimParallel(par=10, f=fn)

работает:
```
optimize(f=fn, interval=c(-10, 10))
```
работает:
```
optim(par=10, fn=fn)
```
терпит неудачу:
```
optim(par=10, fn=fn, method="BFGS")
```

работает:

library("lbfgs"); library("numDeriv")
lbfgs(call_eval=fn, call_grad=function(x) grad(func=fn, x=x), vars=10)

работает:

library("memoise")
fn_mem <- memoise(function(x) x^2)
optim(par=10, f=fn_mem, method="L-BFGS-B")

Протестировано с версией R 3.5.0.

library(envnames) makeFn <- function(){ xx <- ret <- NA fn <- function(x){ cat("\nAddress of x and xx at start of fn:\n") cat("address(x):", address(x), "\n") cat("address(xx):", address(xx), "\n") if(!is.na(xx) && x==xx){ cat("x=", xx, ", ret=", ret, " (memory)", fill=TRUE, sep="") return(ret) } xx <<- x; ret <<- sum(x^2) cat("x=", xx, ", ret=", ret, " (calculate)", fill=TRUE, sep="") ret } fn } fn <- makeFn() # Run the optimization process optim(par=0.1, fn=fn, method="L-BFGS-B")

Address of x and xx at start of fn: address(x): 0000000013C89DA8 address(xx): 00000000192182D0 x=0.1, ret=0.010201 (calculate) Address of x and xx at start of fn: address(x): 0000000013C8A160 address(xx): 00000000192182D0 x=0.101, ret=0.010201 (calculate) Address of x and xx at start of fn: address(x): 0000000013C8A160 address(xx): 0000000013C8A160 x=0.099, ret=0.010201 (memory)

Ответ 1