include Simplex Simplex Simplex double double Matr double int row int

  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
#include "Simplex.h"
Simplex::Simplex(double *c, double **Matr, double *b, int row, int column)
:row(row), column(column),input_matrix_coef_X(Matr),target_function(c), free_variables(b)
{
upstring = new string[column];
leftstring = new string[row];
// выделение памяти под главную таблицу со всеми данными
memory_alloc_for_matrix(row, column);
upstring[0] = "S_i0";
for (int j = 1; j < column; j++)
{
upstring[j] = "x_" + to_string(j);
}
for (int i = 0; i < row - 1; i++)
{
leftstring[i] = "x_" + to_string(i + column);
}
leftstring[row - 1] = "F";
}
void Simplex::memory_alloc_for_matrix( int row, int column){
Table = new double*[row];
for(int i = 0; i < column;++i)
Table[i] = new double[column];
}
void Simplex::start_normal_simlex(){
int i = 0, j = 0;
for (i = 0; i < row - 1; i++)
{
Table[i][0] = free_variables[i];//свободные члены(самый левый столбец)
}
for (i = 0; i < row - 1; i++)//коэффц иксов
{
for (j = 1; j < column; j++)
{
Table[i][j] = input_matrix_coef_X[i][j - 1];
}
}
for (j = 1; j < column; j++)//заполнили строку ЦФ
{
Table[row - 1][j] = target_function[j - 1];
}
Table[row - 1][0] = 0;
this->start();
}
void Simplex::start_revert_simlex(){
int i = 0, j = 0;
for (i = 0; i < row - 1; i++)
{
Table[i][0] = (-target_function[i]);//свободные члены(самый левый столбец)
}
//приводим матрицу из первой лабы к критериям второй
transp_input_matr_A();
for (i = 0; i < row - 1; i++)//коэффц иксов
{
for (j = 1; j < column; j++)
{
Table[i][j] = -input_matrix_coef_X[i][j - 1];
}
}
for (j = 1; j < column; j++)//заполнили строку ЦФ//сделать жи = 0
{
Table[row - 1][j] = (-free_variables[j - 1]);
}
Table[row - 1][0] = 0;
this->start();
}
Simplex::~Simplex()
{
delete [] upstring;
delete [] leftstring;
for(int i = 0; i < column;++i){
delete [] Table[i] ;
}
delete [] Table ;
}
int Simplex::print()
{
int i = 0, j = 0;
cout << endl << '\t' << " ";
for (j = 0; j < column; j++)//печатаем название столбоцов
{
std::cout.setf(std::ios::right);
if(j == 1){
std::cout.width(7);
std::cout << upstring[j];
}
else{
std::cout.width(8);
std::cout << upstring[j];
}
}
cout.setf(ios::fixed);// fixed -- обыкновенная нотация(не научная, выводится без exp в степени)
cout.precision(3); // - число символов после точки
cout << endl;
for (i = 0; i < row; i++)
{
std::cout.width(6);
cout << leftstring[i] << ' ';
for (j = 0; j < column; j++)
{
std::cout.width(7);
cout << Table[i][j] << ' ';
}
cout << endl;
}
cout << endl;
return 0;
}
int Simplex::start()
{
cout << "На основе первоначальных данных составленная симплекс-таблица равна:" << endl;
print();
cout << "Ищем опорное решение:" << endl;
if (find_main_solution()<0)
cout << "Ничего не вышло \nв следующий раз обязательно получится, \nдо свидания";
cout << "Так как все элементы столбца S_i0 неотрицательны, имеем опорное решение. \nАнализируем строку F:" << endl;
if (find_optimal_solution() < 0)
cout << "Нет ничего, до свидания";
else
{
cout << "Оптимальное решение: ";
for (int j = 1; j < column; j++)
{
cout << upstring[j] << " = ";
}
cout << "0, ";
for (int i = 0; i < row - 1; i++)
{
cout << leftstring[i] << " = " << Table[i][0] << ", ";
}
cout << "\nЦелевая функция F = " << Table[row - 1][0] << endl;
}
return 0;
}
int Simplex::find_main_solution()
{
int i = 0, j = 0;
int r = 0, k = 0;
int count_for_while = 1;
while (count_for_while) {
for (i = 0; i < row - 1; i++) {
if (Table[i][j] < 0) {
r = i;
k = search_good_column_to_swap(r);
if (k < 0) {
cout << "Нет возможных решений :(" << endl;
return -1;
}
r = search_good_row_to_swap(k);
if (r < 0) {
cout << "Нет возможных решений :(" << endl;
return -1;
}
my_swap(r, k);
count_for_while = 2;
i = row;
}
}
if (count_for_while != 1) count_for_while = 1;
else count_for_while = 0;
}
return 0;
}
int Simplex::search_good_column_to_swap(int r)
{
int j = 0;
for (j = 1; j < column; j++)
{
if (Table[r][j] < 0)
{
std::cout << upstring[j] << " - разрешающий столбец" << std::endl;
return j;
}
}
return -1;
}
int Simplex::find_optimal_solution()
{
int i = row - 1, j = 0;
int r = 0, k = 0;
int count_for_while = 1;
while (count_for_while)
{
for (j = 1; j < column; j++)
{
if (Table[i][j] >= 0)
{
cout << upstring[j] << " - разрешающий столбец. Ищем разрешающую строку." << endl;
k = j;
r = search_good_row_to_swap(k);
if (r < 0)
{
cout << "Нет возможных решений :(" << endl;
return -1;
}
my_swap(r, k);
count_for_while = 2;
j = column;
}
}
if (count_for_while != 1) count_for_while = 1;
else count_for_while = 0;
}
return 0;
}
int Simplex::search_good_row_to_swap(int k)
{
int i = 0, j = 0;
int imin = 0;
int count_of_good_rows = 0;
for (i = 0; i < row - 1; i++)
{
if (Table[i][k] != 0 && Table[i][j] / Table[i][k] > 0)
{
if (count_of_good_rows == 0) imin = i;
count_of_good_rows++;
if (Table[i][j] / Table[i][k] < Table[imin][j] / Table[imin][k]) imin = i;
}
}
if (count_of_good_rows == 0) return -1;
std::cout << leftstring[imin] << " - разрешающая строка." << std::endl;
return imin;
}
int Simplex::my_swap(int r, int k)
{
cout << "Заменим базисы " << leftstring[r] << "<->" << upstring[k] << endl;
string temp;
temp = leftstring[r];
leftstring[r] = upstring[k];
upstring[k] = temp;
int i = 0, j = 0;
Table[r][k] = 1 / Table[r][k];
for (j = 0; j < column; j++)
{
if (j != k)
{
Table[r][j] = Table[r][j] * Table[r][k];
}
}
for (i = 0; i < row; i++)
{
if (i != r)
{
Table[i][k] = -1 * Table[i][k] * Table[r][k];
}
}
for (i = 0; i < row; i++)
{
for (j = 0; j < column; j++)
{
if (i != r && j != k)
{
Table[i][j] = Table[i][j] + Table[r][j] * Table[i][k] / Table[r][k];
}
}
}
cout << "Получаем симплекс-таблицу" << endl;
print();
return 0;
}
void Simplex::transp_input_matr_A()//коэффециенты при иксах
{
int new_row = row-1;
int new_column = column-1;
double temp[new_row][new_column];
for(int i=0;i<new_column;i++)
{
for(int j=0;j<new_row;j++)
{
temp[i][j]=input_matrix_coef_X[i][j];
}
}
for(int i=0;i<new_column;i++)
{
for(int j=0;j<new_row;j++)
{
input_matrix_coef_X[j][i]=temp[i][j];
}
}
}