MinimalElementEkzKuzmin/MinElKuzminEkz/Program.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO;

namespace MinElKuzminEkz
{
    internal class Program
    {
        private static StreamWriter traceWriter;
        private static StreamWriter debugWriter;

        public static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                // Открываем файлы для записи trace и debug логов
                traceWriter = new StreamWriter("trace_log.txt");
                debugWriter = new StreamWriter("debug_log.txt");

                // Добавляем слушателя для Trace
                Trace.Listeners.Add(new TextWriterTraceListener(traceWriter));
                Trace.AutoFlush = true;

                // Добавляем слушателя для Debug
                Debug.Listeners.Add(new TextWriterTraceListener(debugWriter));
                Debug.AutoFlush = true;

                Trace.WriteLine("Файл успешно считан");

                // Чтение данных из файла
                string[] lines = File.ReadAllLines("C:\\Users\\7\\source\\repos\\methodMinimalElKuzmin\\methodMinimalElKuzmin\\test.txt");

                // Инициализация массивов на основе данных из файла
                int[] a = Array.ConvertAll(lines[0].Split(','), int.Parse);
                int[] b = Array.ConvertAll(lines[1].Split(','), int.Parse);

                double[,] costs = new double[3, 3];
                // Заполнение матриц costs и supply_plan
                int index = 2; // начинаем с третьей строки файла
                for (int i = 0; i < 3; i++)
                {
                    string[] costValues = lines[index].Split(',');
                    for (int j = 0; j < 3; j++)
                    {
                        costs[i, j] = double.Parse(costValues[j]);
                    }
                    index++;
                }

                Trace.WriteLine("Матрица инициализирована");

                if (Utility.CheckClosure(a, b))
                {
                    Console.WriteLine("Транспортная задача является закрытой");
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("Транспортная задача является открытой");
                }

                // Применение метода
                int[,] supply_plan = Utility.MinElementMethod(a, b, costs); //MinElementMethod

                // Вывод плана поставок
                for (int i = 0; i < supply_plan.GetLength(0); i++)
                {
                    for (int j = 0; j < supply_plan.GetLength(1); j++)
                    {
                        Console.Write($"{supply_plan[i, j]} ");
                    }
                    Console.WriteLine();
                }

                // Проверка на вырожденность опорного плана
                if (Utility.CheckIfVyrozhdeno(supply_plan))
                {
                    Console.WriteLine("Опорный план вырожденный.");
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("Опорный план невырожденный.");
                }

                // Расчёт целевой функции
                Console.WriteLine($"Целевая функция: {Utility.CalculateCelevayaFunction(costs, supply_plan)}");

                Console.WriteLine("Опорный план оптимален.");

                Trace.WriteLine("Программа успешно завершила рассчет");
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Trace.WriteLine($"Error: {ex.Message}");
                Console.WriteLine($"Error: {ex.Message}");
            }
            finally
            {
                // Закрываем файлы после использования
                traceWriter.Close();
                debugWriter.Close();
                Console.ReadKey();
            }
        }
    }

    //класс utility
    public static class Utility
    {
        public static bool CheckClosure(int[] a, int[] b)
        {
            int sum_a = a.Sum();
            int sum_b = b.Sum();
            Debug.WriteLine($"Проверка на закрытость задачи: A = {sum_a}, B = {sum_b}");
            return sum_a == sum_b;
        }

        public static bool CheckIfVyrozhdeno(int[,] supply_plan)
        {
            int n = supply_plan.GetLength(0);
            int m = supply_plan.GetLength(1);

            int kolvo_polozh_komponent = 0;
            for (int i = 0; i < n; i++)
            {
                for (int j = 0; j < m; j++)
                {
                    if (supply_plan[i, j] > 0)
                    {
                        kolvo_polozh_komponent++;
                    }
                }
            }

            Debug.WriteLine($"Проверка вырожденности A = {kolvo_polozh_komponent}, B = {n + m - 1}");
            return kolvo_polozh_komponent != n + m - 1;
        }

        public static double CalculateCelevayaFunction(double[,] costs, int[,] supply_plan)
        {
            double result = 0;

            for (int i = 0; i < costs.GetLength(0); i++)
            {
                for (int j = 0; j < costs.GetLength(1); j++)
                {
                    if (supply_plan[i, j] > 0)
                    {
                        result += costs[i, j] * supply_plan[i, j];
                    }
                }
            }

            Debug.WriteLine($"Рассчет целевой фунции = {result}");
            return result;
        }


        public static int[,] MinElementMethod(int[] a, int[] b, double[,] costs)
        {
            int n = a.Length;
            int m = b.Length;
            int[,] supply_plan = new int[n, m]; // матрица для опорного плана
            bool[,] bools_suply_plan = new bool[n, m];

            while (!CheckIfMatrixAllTrue(bools_suply_plan))
            {
                List<(int, int)> positions = FindMinElementPositions(costs, bools_suply_plan);
                int min_j = int.MaxValue;
                int index_of_min_j = -1;

                for (int k = 0; k < positions.Count; k++)
                {
                    if (positions[k].Item2 < min_j)
                    {
                        min_j = positions[k].Item2;
                        index_of_min_j = k;
                    }
                }

                int min_i = positions.ElementAt(index_of_min_j).Item1;
                int value = Math.Min(a[min_i], b[min_j]);

                a[min_i] -= value;
                b[min_j] -= value;
                supply_plan[min_i, min_j] = value;
                bools_suply_plan[min_i, min_j] = true;

                if (a[min_i] == 0)
                {
                    for (int j = 0; j < m; j++)
                    {
                        if (bools_suply_plan[min_i, j] == false)
                        {
                            bools_suply_plan[min_i, j] = true;
                        }
                    }
                }
                else if (b[min_j] == 0)
                {
                    for (int i = 0; i < n; i++)
                    {
                        if (bools_suply_plan[i, min_j] == false)
                        {
                            bools_suply_plan[i, min_j] = true;
                        }
                    }
                }
            }

            Debug.WriteLine($"Метод минимального элемента : опорный план инициализирован");
            return supply_plan;
        }

        public static bool CheckIfMatrixAllTrue(bool[,] bools)
        {
            for (int i = 0; i < bools.GetLength(0); i++)
            {
                for (int j = 0; j < bools.GetLength(1); j++)
                {
                    if (bools[i, j] == false)
                    {
                        return false;
                    }
                }
            }
            return true;
        }

        public static List<(int, int)> FindMinElementPositions(double[,] costs, bool[,] bools)
        {
            List<(int, int)> positions = new List<(int, int)>();
            double min = double.MaxValue;

            for (int i = 0; i < costs.GetLength(0); i++)
            {
                for (int j = 0; j < costs.GetLength(1); j++)
                {
                    if (bools[i, j] == false && costs[i, j] < min)
                    {
                        min = costs[i, j];
                        positions.Clear();
                        positions.Add((i, j));
                    }
                    else if (bools[i, j] == false && costs[i, j] == min)
                    {
                        positions.Add((i, j));
                    }
                }
            }
            return positions;
        }
    }
}