如何实现产销平衡_java语言实现产销平衡和产销不平衡问题的代码
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产销不平衡用NBPSProcedure，平衡用BPSProcedure
public class ProductSaleBTProb {
public static void main(String[] args) {
float[][] costMatrix=new float[][]{{1.5f,2f,0.3f,3f},{7f,0.8f,1.4f,2f},{1.2f,0.3f,2f,2.5f}};
/*
* 测试行、62616964757a686964616fe58685e5aeb931333330336362列位势方法
float[][] ASMatrix=new float[6][7];
ASMatrix[0]=new float[]{20f,0f,80f,0f,0f,0f,0f};
ASMatrix[1]=new float[]{0f,70f,0f,10f,0f,0f,0f};
ASMatrix[2]=new float[]{30f,0f,0f,20f,0f,0f,0f};
doLCPosiPower(costMatrix, ASMatrix, 3, 4);
for(int i=0;i<6;i++){
System.out.println(Arrays.toString(ASMatrix[i]));
}
*/
/*
* 测试pw为产地产量，sw为销售地效率，费用矩阵costMatrix
*/
int[] pw=new int[]{100,80,50};
int[] sw=new int[]{50,70,80,30};
int[] rv=BPSProcedure(costMatrix, 3, 4, pw, sw);
for(int i=0;i
System.out.print("编号"+rv[i]+"的产地,向编号"+rv[i+1]+"的销地运输："+rv[i+2]+"\n");
}
/*
*产销不平衡测试
costMatrix=new float[][]{{4f,2f,5f},{3f,5f,3f},{1f,3f,2f}};
int[] pw=new int[]{8,7,4};
int[] sw=new int[]{4,8,5};
int[] rv=NBPSProcedure(costMatrix, 3, 3, pw, sw);
for(int i=0;i
System.out.print("编号"+rv[i]+"的产地,向编号"+rv[i+1]+"的销地运输："+rv[i+2]+"\n");
}
*/
}
//产销平衡运输费用最低问题，保证pw和sw相等
//costMatrix为费用矩阵，pnum为产地个数，即costMatrix的行数，snum为销地个数，即costMatrix的列数
//pw表示不同产地产量，sw表示不同销地销量,由于是float浮点运算，保留2位小数
//返回值没三位表示一个信息，比如{...,0,1,40,1,2,60..}表示编号0的产地向编号1的销售地运输40，编号1的产地向编号2的销售地运输60，
public static int[] BPSProcedure(float[][] costMatrix,int pnum,int snum,int[] pw,int[] sw){
int i,j;
//构造一个分配矩阵，增加3行3列，增加的第1行列表示分配的和，第2行列表示行列差，第3行列表示行、列位势
float[][] ASMatrix=new float[pnum+3][snum+3];
int tmpsum=0;//记录初始解是否分配完毕，
while(tmpsum
//运用行、列差值法分别求行、列差，对即没有给运量又没有打叉的进行统计
float min1=0,min2=0;
for(i=0;i
//该行打叉则跳过
if(ASMatrix[i][snum+1]==-1)continue;
min1=0;min2=0;
for(j=0;j
//如果ij有运量或者已经该行或该列打叉则不统计
if(ASMatrix[i][j]>0||ASMatrix[pnum+1][j]==-1)
continue;
else if(min1==0)min1=costMatrix[i][j];
else if(min2==0){
if(min1>costMatrix[i][j]){
min2=min1;
min1=costMatrix[i][j];
}else
min2=costMatrix[i][j];
}else{
if(!(min2>costMatrix[i][j])) continue;
else if(!(min1>costMatrix[i][j]))
min2=costMatrix[i][j];
else{
min2=min1;
min1=costMatrix[i][j];
}
}
}
if(min2!=0)//如果min2有值，则计算差额
ASMatrix[i][snum+1]=Math.round((min2-min1)*100)/100f;
else
ASMatrix[i][snum+1]=min1;
}
for(j=0;j
//该列打叉则跳过
if(ASMatrix[pnum+1][j]==-1)continue;
min1=0;min2=0;
for(i=0;i
//如果有运量或者该行打叉则跳过
if(ASMatrix[i][j]>0||ASMatrix[i][snum+1]==-1)
continue;
else if(min1==0) min1=costMatrix[i][j];
else if(min2==0){
if(min1>costMatrix[i][j]){
min2=min1;
min1=costMatrix[i][j];
}else
min2=costMatrix[i][j];
}else{
if(!(min2>costMatrix[i][j])) continue;
else if(!(min1>costMatrix[i][j]))
min2=costMatrix[i][j];
else{
min2=min1;
min1=costMatrix[i][j];
}
}
}
if(min2!=0)
ASMatrix[pnum+1][j]=Math.round((min2-min1)*100)/100f;
else
ASMatrix[pnum+1][j]=min1;
}
//找出没有被标记为-1的行、列差额最大的并按照满足一方最大分配，当分配数和等于最大值时对应行列差标记为-1，循环进行，直到分完
float lcpospowmax=-1;
int lindex=-1,cindex=-1;
for(i=0;i
if(ASMatrix[i][snum+1]==-1)continue;
if(ASMatrix[i][snum+1]!=-1&&lcpospowmax
lcpospowmax=ASMatrix[i][snum+1];
lindex=i;
}
}
for(j=0;j
if(ASMatrix[pnum+1][j]==-1)continue;
if(ASMatrix[pnum+1][j]!=-1&&lcpospowmax
lcpospowmax=ASMatrix[pnum+1][j]; cindex=j;
}
}
float mincost=0;
//在列上找到最大值
if(cindex!=-1){
lindex=-1;
for(i=0;i
//如果该位置有运量或者被叉掉则不在统计之内
if(ASMatrix[i][cindex]>0||ASMatrix[i][snum+1]==-1)
continue;
else if(mincost==0){
mincost=costMatrix[i][cindex];
lindex=i;
}else{
if(mincost>costMatrix[i][cindex]){
mincost=costMatrix[i][cindex];
lindex=i;
}
}
}
//最终找到lindex、cindex对应格子分配，尽量满足一方
//ASMatrix[pnum][cindex]表示第cindex已经分配数、ASMatrix[lindex][snum]表示已经供应的数量
//需求量和分配量之间的关系,分配后标记每行、列和的格子也相应加上
if((sw[cindex]-ASMatrix[pnum][cindex])
ASMatrix[lindex][cindex]=Math.round((sw[cindex]-ASMatrix[pnum][cindex])*100)/100f;
ASMatrix[pnum+1][cindex]=-1;//该列已经分配完毕
}else if((sw[cindex]-ASMatrix[pnum][cindex])>(pw[lindex]-ASMatrix[lindex][snum])){
ASMatrix[lindex][cindex]=Math.round((pw[lindex]-ASMatrix[lindex][snum])*100)/100f;
ASMatrix[lindex][snum+1]=-1;
tmpsum++;//该行生产量分配完毕
}else{
ASMatrix[lindex][cindex]=pw[lindex]-ASMatrix[lindex][snum];
ASMatrix[lindex][snum+1]=-1;
ASMatrix[pnum+1][cindex]=-1;
tmpsum++;
}
ASMatrix[lindex][snum]=Math.round((ASMatrix[lindex][snum]+ASMatrix[lindex][cindex])*100)/100f;
ASMatrix[pnum][cindex]=Math.round((ASMatrix[pnum][cindex]+ASMatrix[lindex][cindex])*100)/100f;
}else if(lindex!=-1){
mincost=0;
cindex=-1;
for(j=0;j
if(ASMatrix[lindex][j]>0||ASMatrix[pnum+1][j]==-1)
continue;
else if(mincost==0){
mincost=costMatrix[lindex][j];
cindex=j;
}else{
if(mincost>costMatrix[lindex][j]){
mincost=costMatrix[lindex][j];
cindex=j;
}
}
}
//最终找到lindex、cindex对应格子分配
if((sw[cindex]-ASMatrix[pnum][cindex])
ASMatrix[lindex][cindex]=Math.round((sw[cindex]-ASMatrix[pnum][cindex])*100)/100f;
ASMatrix[pnum+1][cindex]=-1;//该列已经分配完毕
}else if((sw[cindex]-ASMatrix[pnum][cindex])>(pw[lindex]-ASMatrix[lindex][snum])){
ASMatrix[lindex][cindex]=Math.round((pw[lindex]-ASMatrix[lindex][snum])*100)/100f;
ASMatrix[lindex][snum+1]=-1;
tmpsum++;//该行生产量分配完毕
}else{
ASMatrix[lindex][cindex]=pw[lindex]-ASMatrix[lindex][snum];
ASMatrix[lindex][snum+1]=-1;
ASMatrix[pnum+1][cindex]=-1;
tmpsum++;
}
ASMatrix[lindex][snum]=Math.round((ASMatrix[lindex][snum]+ASMatrix[lindex][cindex])*100)/100f;
ASMatrix[pnum][cindex]=Math.round((ASMatrix[pnum][cindex]+ASMatrix[lindex][cindex])*100)/100f;
}
}
//至此，用行列差法找到了初始分配方案ASMatrix[i][j]==0表示叉去的格子，i
boolean findSolu=false;
int tmp1=0;
for(i=0;i
for(j=0;j
if(ASMatrix[i][j]>0)
tmp1+=1;
}
if(tmp1
findSolu=true;
while(!findSolu){
//位势法求Rij，如果能找到<0的说明要调整，否则找到最优解
doLCPosiPower(costMatrix,ASMatrix,pnum,snum);
//Rij=cij-(ui+vj);对于分派矩阵中空格计算Rij
float rijmin=0;//存放最小的空格校验值
int rijminl=-1,rijminc=-1;
for(i=0;i
for(j=0;j
if(!(ASMatrix[i][j]>0)&&((costMatrix[i][j]-ASMatrix[i][snum+2]-ASMatrix[pnum+2][j])
rijmin=Math.round((costMatrix[i][j]-ASMatrix[i][snum+2]-ASMatrix[pnum+2][j])*100)/100f;
rijminl=i;rijminc=j;
}
}
}
//如果校验值小于0，则用闭回路进行调整
if(rijmin<0){
//找闭回路，
int rijminOVl=-1,rijminOVc=-1;//rijmin对应点的闭回路的顶点的i、j
boolean find=false;
//向右边上下找
for(j=rijminc+1;j
if(ASMatrix[rijminl][j]>0){
for(i=rijminl+1;i
if(ASMatrix[i][rijminc]>0&&(ASMatrix[i][j]>0)){
rijminOVl=i;rijminOVc=j;
find=true;
break;
}
}
for(i=rijminl-1;i>=0;i--){
if(ASMatrix[i][rijminc]>0&&(ASMatrix[i][j]>0)){
rijminOVl=i;rijminOVc=j;
find=true;
break;
}
}
}
}
//向左边上下找
for(j=rijminc-1;j>=0&&!find;j--){
if(ASMatrix[rijminl][j]>0){
for(i=rijminl+1;i
if(ASMatrix[i][rijminc]>0&&(ASMatrix[i][j]>0)){
rijminOVl=i;rijminOVc=j;
find=true;
break;
}
}
for(i=rijminl-1;i>=0;i--){
if(ASMatrix[i][rijminc]>0&&(ASMatrix[i][j]>0)){
rijminOVl=i;rijminOVc=j;
find=true;
break;
}
}
}
}
//记录rijmin闭回路相邻点中最小的，并调整分派矩阵
float minW=ASMatrix[rijminl][rijminOVc]
ASMatrix[rijminl][rijminOVc]:ASMatrix[rijminOVl][rijminc];
ASMatrix[rijminl][rijminOVc]=Math.round((ASMatrix[rijminl][rijminOVc]-minW)*100)/100f;
ASMatrix[rijminOVl][rijminc]=Math.round((ASMatrix[rijminOVl][rijminc]-minW)*100)/100f;
ASMatrix[rijminOVl][rijminOVc]=Math.round((ASMatrix[rijminOVl][rijminOVc]+minW)*100)/100f;
ASMatrix[rijminl][rijminc]=minW;
}else
findSolu=true;
}
List rv=new ArrayList();
for(i=0;i
for(j=0;j
if(ASMatrix[i][j]>0){
rv.add(i);
rv.add(j);
rv.add((int)ASMatrix[i][j]);
}
}
int[] tmprv=new int[rv.size()];
for(i=0;i
tmprv[i]=rv.get(i);
}
return tmprv;
}
//根据分配矩阵和费用矩阵求出分配矩阵中的行、列位势,pnum+2、sunm+2表示行、列位势在ASMatrix中的位置
//由于方程组都是cij=ui+vj的形式，根据矩阵可以逐行逐列求解。
public static void doLCPosiPower(float[][] costMatrix,float[][] ASMatrix,int pnum,int snum){
int ansnum=0,lp=snum+2,cp=pnum+2;//lp列位置，cp行位置
boolean[] bs=new boolean[pnum+snum];//0..pnum-1为行位势
ASMatrix[0][lp]=0;//令u0=0
bs[0]=true;
ansnum+=1;
int i,j;
while(ansnum
for(i=0;i
for(j=0;j
if(ASMatrix[i][j]>0&&bs[pnum+j]){
ASMatrix[i][lp]=Math.round((costMatrix[i][j]-ASMatrix[cp][j])*100)/100f;
ansnum+=1;
bs[i]=true;
}
}
if(!bs[i])continue;
for(j=0;j
if(ASMatrix[i][j]>0&&!bs[pnum+j]){
ASMatrix[cp][j]=Math.round((costMatrix[i][j]-ASMatrix[i][lp])*100)/100f;
ansnum+=1;
bs[pnum+j]=true;
}
}
}
}
}
/*
* 产销不平衡，把它增加产地或者销地转化为平衡问题
* costMatrix费用矩阵，pnum产地个数，snum销地个数
*/
public static int[] NBPSProcedure(float[][] costMatrix,int pnum,int snum,int[] pw,int[] sw){
int pwsum=0,swnum=0;
int i,j;
for(i=0;i
pwsum+=pw[i];
for(i=0;i
swnum+=sw[i];
//产大于销 增加一个销地，单位费用为0
int[] rv;
if(pwsum>swnum){
float[][] nCostMatrix=new float[pnum][snum+1];
for(i=0;i
for(j=0;j
nCostMatrix[i][j]=costMatrix[i][j];
for(i=0;i
nCostMatrix[i][snum]=0f;
int[] nsw=new int[snum+1];
for(i=0;i
nsw[i]=sw[i];
nsw[snum]=pwsum-swnum;
rv=BPSProcedure(nCostMatrix, pnum, snum+1, pw, nsw);
}
//销大于产 增加一个产地
else if(pwsum
float[][] nCostMatrix=new float[pnum+1][snum];
for(i=0;i
for(j=0;j
nCostMatrix[i][j]=costMatrix[i][j];
for(j=0;j
nCostMatrix[pnum][j]=0f;
int[] npw=new int[pnum+1];
for(i=0;i
npw[i]=pw[i];
npw[pnum]=swnum-pwsum;
rv=BPSProcedure(nCostMatrix, pnum+1, snum, npw, sw);
}else
rv=BPSProcedure(costMatrix, pnum, snum, pw, sw);
return rv;
}
}
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