/// <summary>
/// Część 2. zadania - zaplanowanie produkcji telewizorów dla wielu kontrahentów.
/// </summary>
/// <remarks>
/// Do przeprowadzenia testów wyznaczających produkcję dającą maksymalny zysk wymagane jest jedynie zwrócenie obiektu <see cref="PlanData"/>.
/// Testy weryfikujące plan wymagają przypisania tablicy z planem do parametru wyjściowego <see cref="weeklyPlan"/>.
/// </remarks>
/// <param name="production">
/// Tablica obiektów zawierających informacje o produkcji fabryki w kolejnych tygodniach.
/// Wartość pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznacza limit produkcji w danym tygodniu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - koszt produkcji jednej sztuki.
/// </param>
/// <param name="sales">
/// Dwuwymiarowa tablica obiektów zawierających informacje o sprzedaży w kolejnych tygodniach.
/// Pierwszy wymiar tablicy jest równy liczbie kontrahentów, zaś drugi - liczbie tygodni w planie.
/// Wartości pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznaczają maksymalną sprzedaż w danym tygodniu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - cenę sprzedaży jednej sztuki.
/// Każdy wiersz tablicy odpowiada jednemu kontrachentowi.
/// </param>
/// <param name="storageInfo">
/// Obiekt zawierający informacje o magazynie.
/// Wartość pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznacza pojemność magazynu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - koszt przechowania jednego telewizora w magazynie przez jeden tydzień.
/// </param>
/// <param name="weeklyPlan">
/// Parametr wyjściowy, przez który powinien zostać zwrócony szczegółowy plan sprzedaży.
/// </param>
/// <returns>
/// Obiekt <see cref="PlanData"/> opisujący wyznaczony plan.
/// W polu <see cref="PlanData.Quantity"/> powinna znaleźć się optymalna liczba wyprodukowanych telewizorów,
/// a w polu <see cref="PlanData.Value"/> - wyznaczony maksymalny zysk fabryki.
/// </returns>
public PlanData CreateComplexPlan(PlanData[] production, PlanData[,] sales, PlanData storageInfo,
out WeeklyPlan[] weeklyPlan)
{
int verticesPerWeek = 2 + sales.GetLength(0);
int verticesCount = verticesPerWeek * production.Length + 2;
Graph initialGraph = new AdjacencyListsGraph <HashTableAdjacencyList>(true, verticesCount);
Graph flowsGraph = initialGraph.IsolatedVerticesGraph();
Graph costGraph = initialGraph.IsolatedVerticesGraph();
for (int week = 0; week < production.Length; week++)
{
flowsGraph.AddEdge(0, week * verticesPerWeek + 1, double.PositiveInfinity);
costGraph.AddEdge(0, week * verticesPerWeek + 1, 0);
flowsGraph.AddEdge(week * verticesPerWeek + 1, week * verticesPerWeek + 2, production[week].Quantity);
costGraph.AddEdge(week * verticesPerWeek + 1, week * verticesPerWeek + 2, production[week].Value);
if (production.Length - week >= 2)
{
flowsGraph.AddEdge(week * verticesPerWeek + 2, week * verticesPerWeek + verticesPerWeek + 2, storageInfo.Quantity);
costGraph.AddEdge(week * verticesPerWeek + 2, (week + 1) * verticesPerWeek + 2, storageInfo.Value);
}
//for (int i = 0; i < length; i++)
//{
//}
//flowsGraph.AddEdge(week * verticesPerWeek + 2, week * verticesPerWeek + 3, sales[week].Quantity);
//costGraph.AddEdge(week * verticesPerWeek + 2, week * verticesPerWeek + 3, -sales[week].Value);
flowsGraph.AddEdge(week * verticesPerWeek + 3, verticesCount - 1, double.PositiveInfinity);
costGraph.AddEdge(week * verticesPerWeek + 3, verticesCount - 1, 0);
}
(double tvQuantity, double cost, Graph resultFlow) = flowsGraph.MinCostFlow(costGraph, 0, verticesCount - 1, true);
weeklyPlan = new WeeklyPlan[production.Length];
for (int week = 0; week < production.Length; week++)
{
weeklyPlan[week].UnitsProduced = (int)resultFlow.GetEdgeWeight(week * verticesPerWeek + 1, week * verticesPerWeek + 2);
//weeklyPlan[week].UnitsSold = (int)resultFlow.GetEdgeWeight(week * verticesPerWeek + 2, week * verticesPerWeek + 3);
if (production.Length - week >= 2)
{
weeklyPlan[week].UnitsStored = (int)resultFlow.GetEdgeWeight(week * verticesPerWeek + 2, (week + 1) * verticesPerWeek + 2);
}
else
{
weeklyPlan[week].UnitsStored = 0;
}
}
return(new PlanData {
Quantity = (int)tvQuantity, Value = -cost
});
}
/// <summary>
/// Część 2. zadania - zaplanowanie produkcji telewizorów dla wielu kontrahentów.
/// </summary>
/// <remarks>
/// Do przeprowadzenia testów wyznaczających produkcję dającą maksymalny zysk wymagane jest jedynie zwrócenie obiektu <see cref="PlanData"/>.
/// Testy weryfikujące plan wymagają przypisania tablicy z planem do parametru wyjściowego <see cref="weeklyPlan"/>.
/// </remarks>
/// <param name="production">
/// Tablica obiektów zawierających informacje o produkcji fabryki w kolejnych tygodniach.
/// Wartość pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznacza limit produkcji w danym tygodniu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - koszt produkcji jednej sztuki.
/// </param>
/// <param name="sales">
/// Dwuwymiarowa tablica obiektów zawierających informacje o sprzedaży w kolejnych tygodniach.
/// Pierwszy wymiar tablicy jest równy liczbie kontrahentów, zaś drugi - liczbie tygodni w planie.
/// Wartości pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznaczają maksymalną sprzedaż w danym tygodniu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - cenę sprzedaży jednej sztuki.
/// Każdy wiersz tablicy odpowiada jednemu kontrachentowi.
/// </param>
/// <param name="storageInfo">
/// Obiekt zawierający informacje o magazynie.
/// Wartość pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznacza pojemność magazynu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - koszt przechowania jednego telewizora w magazynie przez jeden tydzień.
/// </param>
/// <param name="weeklyPlan">
/// Parametr wyjściowy, przez który powinien zostać zwrócony szczegółowy plan sprzedaży.
/// </param>
/// <returns>
/// Obiekt <see cref="PlanData"/> opisujący wyznaczony plan.
/// W polu <see cref="PlanData.Quantity"/> powinna znaleźć się optymalna liczba wyprodukowanych telewizorów,
/// a w polu <see cref="PlanData.Value"/> - wyznaczony maksymalny zysk fabryki.
/// </returns>
public PlanData CreateComplexPlan(PlanData[] production, PlanData[,] sales, PlanData storageInfo,
out WeeklyPlan[] weeklyPlan)
{
int c = sales.GetLength(0); //Contrahents no
int n = sales.GetLength(1); //Weeks no
//Check sanity
if (storageInfo.Value < 0 || storageInfo.Quantity < 0 || c == 0 || n == 0 || n != production.Length)
{
throw new ArgumentException();
}
//Create graphs for Capacities and Costs
Graph Capacities = new AdjacencyListsGraph <SimpleAdjacencyList>(true, 2 * n + c + 2);
Graph Costs = new AdjacencyListsGraph <SimpleAdjacencyList>(true, 2 * n + c + 2);
//Vertices explanation:
//n for n weeks
//n for n magazines (one state for each week)
//c for c contrahents
//plus 2 extra vertices for source and target
//Vertices definitions:
//Source and targer
int source = 2 * n + c + 1;
int target = 2 * n + c;
//Week main vertices
int weeksStart = 0;
//Week magazine vertices
int weekMagStart = n;
//Contrahents vertices
int contrStart = 2 * n;
//Populate edges going out of / going into week vertices
for (int i = 0; i < n; i++)
{
//Check sanity
if (production[i].Value < 0 || production[i].Quantity < 0)
{
throw new ArgumentException();
}
int w = weeksStart + i; //current magazine week vertex
int v = weekMagStart + i;
//from source to v
Capacities.AddEdge(source, w, production[i].Quantity);
Costs.AddEdge(source, w, production[i].Value);
//from v to target
Capacities.AddEdge(w, target, production[i].Quantity);
Costs.AddEdge(w, target, -production[i].Value);
//from v to corresponding magazine
Capacities.AddEdge(w, v, production[i].Quantity);
Costs.AddEdge(w, v, 0);
//Populate edges between magazine vertices
if (i <= n - 2)
{
int nextV = weekMagStart + i + 1;
Capacities.AddEdge(v, nextV, storageInfo.Quantity);
Costs.AddEdge(v, nextV, storageInfo.Value);
}
//Populate edges going out of week magazine vertices into contrahents' vertices
for (int j = 0; j < c; j++)
{
if (sales[j, i].Quantity < 0 || sales[j, i].Value < 0)
{
throw new ArgumentException();
}
int con = contrStart + j; //Contrahent vertex
int quant = sales[j, i].Quantity;
double val = sales[j, i].Value;
Capacities.AddEdge(v, con, quant);
Costs.AddEdge(v, con, -val);
}
}
//Populate edges going from contrahents to sink (probably could be embedded into one of the 'main' previous loops, just testing for now
for (int i = 0; i < c; i++)
{
int v = contrStart + i;
Capacities.AddEdge(v, target, int.MaxValue);
Costs.AddEdge(v, target, 0);
}
//Generate the flow
(double value, double cost, Graph flow) = MinCostFlowGraphExtender.MinCostFlow(Capacities, Costs, source, target, true, MaxFlowGraphExtender.PushRelabelMaxFlow);
//Calculate quantity produced
weeklyPlan = new WeeklyPlan[n];
int quantity = 0;
double profit = 0;
for (int i = 0; i < n; i++)
{
int week = weeksStart + i;
int magaz = weekMagStart + i;
int nextMagaz = weekMagStart + i + 1;
int itemsProduced = (int)flow.GetEdgeWeight(week, magaz);
double weeklyProductionCost = production[i].Value;
weeklyPlan[i].UnitsProduced = itemsProduced;
profit -= weeklyProductionCost * itemsProduced;
int itemsStored = 0;
if (i <= n - 2)
{
itemsStored = (int)flow.GetEdgeWeight(magaz, nextMagaz);
profit -= itemsStored * storageInfo.Value;
}
weeklyPlan[i].UnitsSold = new int[c];
weeklyPlan[i].UnitsStored = itemsStored;
for (int j = 0; j < c; j++)
{
int contr = contrStart + j;
if (i == 0)
{
quantity += (int)flow.GetEdgeWeight(contr, target);
}
int itemsSold = (int)flow.GetEdgeWeight(magaz, contr);
double price = sales[j, i].Value;
profit += price * itemsSold;
weeklyPlan[i].UnitsSold[j] = itemsSold;
}
}
return(new PlanData {
Quantity = quantity, Value = profit
});
}
/// <summary>
/// Część 2. zadania - zaplanowanie produkcji telewizorów dla wielu kontrahentów.
/// </summary>
/// <remarks>
/// Do przeprowadzenia testów wyznaczających produkcję dającą maksymalny zysk wymagane jest jedynie zwrócenie obiektu <see cref="PlanData"/>.
/// Testy weryfikujące plan wymagają przypisania tablicy z planem do parametru wyjściowego <see cref="weeklyPlan"/>.
/// </remarks>
/// <param name="production">
/// Tablica obiektów zawierających informacje o produkcji fabryki w kolejnych tygodniach.
/// Wartość pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznacza limit produkcji w danym tygodniu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - koszt produkcji jednej sztuki.
/// </param>
/// <param name="sales">
/// Dwuwymiarowa tablica obiektów zawierających informacje o sprzedaży w kolejnych tygodniach.
/// Pierwszy wymiar tablicy jest równy liczbie kontrahentów, zaś drugi - liczbie tygodni w planie.
/// Wartości pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznaczają maksymalną sprzedaż w danym tygodniu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - cenę sprzedaży jednej sztuki.
/// Każdy wiersz tablicy odpowiada jednemu kontrachentowi.
/// </param>
/// <param name="storageInfo">
/// Obiekt zawierający informacje o magazynie.
/// Wartość pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznacza pojemność magazynu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - koszt przechowania jednego telewizora w magazynie przez jeden tydzień.
/// </param>
/// <param name="weeklyPlan">
/// Parametr wyjściowy, przez który powinien zostać zwrócony szczegółowy plan sprzedaży.
/// </param>
/// <returns>
/// Obiekt <see cref="PlanData"/> opisujący wyznaczony plan.
/// W polu <see cref="PlanData.Quantity"/> powinna znaleźć się optymalna liczba wyprodukowanych telewizorów,
/// a w polu <see cref="PlanData.Value"/> - wyznaczony maksymalny zysk fabryki.
/// </returns>
public PlanData CreateComplexPlan(PlanData[] production, PlanData[,] sales, PlanData storageInfo,
out WeeklyPlan[] weeklyPlan)
{
weeklyPlan = null;
if (!isOK(production, sales, storageInfo))
{
throw new ArgumentException();
}
int count = sales.GetLength(0); // count ilosc kotrahentow
int n = production.Length; // n ilosc tygodni
weeklyPlan = new WeeklyPlan[n];
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
weeklyPlan[i].UnitsSold = new int[count];
}
int source = n;
int sink = n + 1;
int start = n + 2; // nr pierwszego kontrahenta
int end = start + count - 1; // nr ostatniego kontrahenta
int V = 2 + count + n + n;
int storageStart = end + 1;
int storageEnd = end + n;
Graph g = new AdjacencyListsGraph <SimpleAdjacencyList>(true, V);
Graph r = new AdjacencyListsGraph <SimpleAdjacencyList>(true, V);
for (int i = start; i <= end; ++i)
{
// ujscie od kontrahenta
g.AddEdge(i, sink, Double.MaxValue);//Double.MaxValue);
r.AddEdge(i, sink, 0);
// polaczenie sprzedazy kontrahentom
int buyer = i - start;
for (int tydzien = 0; tydzien < n; ++tydzien)
{
g.AddEdge(storageStart + tydzien, i, sales[buyer, tydzien].Quantity);
r.AddEdge(storageStart + tydzien, i, -sales[buyer, tydzien].Value);
}
}
for (int j = 0; j < n; ++j)
{
// dodanie produkcji (ze zrodla do tygodnia)
g.AddEdge(source, j, production[j].Quantity);
r.AddEdge(source, j, production[j].Value);
// dodanie ujscia dla produkcji, ktorej sie nie oplaca produkowac
g.AddEdge(j, sink, Double.MaxValue);
r.AddEdge(j, sink, -production[j].Value);
// dodanie krawedzi miedzy produkcja a wierzcholkiem kontrolujacym wyjscie do kontrahentow
g.AddEdge(j, storageStart + j, production[j].Quantity);
r.AddEdge(j, storageStart + j, 0);
// dodanie magazynu
if (j != n - 1) // bez ostatniego dnia bo wtedy nic nie magazynujemy
{
g.AddEdge(storageStart + j, storageStart + j + 1, storageInfo.Quantity);
r.AddEdge(storageStart + j, storageStart + j + 1, storageInfo.Value);
}
}
(double value, double cost, Graph flow)ret = MinCostFlowGraphExtender.MinCostFlow(g, r, source, sink, false, MaxFlowGraphExtender.PushRelabelMaxFlow, null, false);
int produced = 0;
double profit = 0;
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
// produkcja
produced += weeklyPlan[i].UnitsProduced = production[i].Quantity - (int)ret.flow.GetEdgeWeight(i, sink);
profit -= weeklyPlan[i].UnitsProduced * production[i].Value;
// sprzedaz
for (int j = start; j <= end; ++j)
{
weeklyPlan[i].UnitsSold[j - start] = (int)ret.flow.GetEdgeWeight(storageStart + i, j);
profit += ret.flow.GetEdgeWeight(storageStart + i, j) * (sales[j - start, i].Value); // (weeklyPlan[i].UnitsSold[j - start] * (sales[j - start, i].Value));
}
// magazyn
if (i != n - 1)
{
weeklyPlan[i].UnitsStored = (int)ret.flow.GetEdgeWeight(storageStart + i, storageStart + i + 1);
profit -= weeklyPlan[i].UnitsStored * storageInfo.Value;
}
}
return(new PlanData {
Quantity = produced, Value = Math.Ceiling(profit)
});
}
/// <summary>
/// Część 2. zadania - zaplanowanie produkcji telewizorów dla wielu kontrahentów.
/// </summary>
/// <remarks>
/// Do przeprowadzenia testów wyznaczających produkcję dającą maksymalny zysk wymagane jest jedynie zwrócenie obiektu <see cref="PlanData"/>.
/// Testy weryfikujące plan wymagają przypisania tablicy z planem do parametru wyjściowego <see cref="weeklyPlan"/>.
/// </remarks>
/// <param name="production">
/// Tablica obiektów zawierających informacje o produkcji fabryki w kolejnych tygodniach.
/// Wartość pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznacza limit produkcji w danym tygodniu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - koszt produkcji jednej sztuki.
/// </param>
/// <param name="sales">
/// Dwuwymiarowa tablica obiektów zawierających informacje o sprzedaży w kolejnych tygodniach.
/// Pierwszy wymiar tablicy jest równy liczbie kontrahentów, zaś drugi - liczbie tygodni w planie.
/// Wartości pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznaczają maksymalną sprzedaż w danym tygodniu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - cenę sprzedaży jednej sztuki.
/// Każdy wiersz tablicy odpowiada jednemu kontrachentowi.
/// </param>
/// <param name="storageInfo">
/// Obiekt zawierający informacje o magazynie.
/// Wartość pola <see cref="PlanData.Quantity"/> oznacza pojemność magazynu,
/// a pola <see cref="PlanData.Value"/> - koszt przechowania jednego telewizora w magazynie przez jeden tydzień.
/// </param>
/// <param name="weeklyPlan">
/// Parametr wyjściowy, przez który powinien zostać zwrócony szczegółowy plan sprzedaży.
/// </param>
/// <returns>
/// Obiekt <see cref="PlanData"/> opisujący wyznaczony plan.
/// W polu <see cref="PlanData.Quantity"/> powinna znaleźć się optymalna liczba wyprodukowanych telewizorów,
/// a w polu <see cref="PlanData.Value"/> - wyznaczony maksymalny zysk fabryki.
/// </returns>
public PlanData CreateComplexPlan(PlanData[] production, PlanData[,] sales, PlanData storageInfo,
out WeeklyPlan[] weeklyPlan)
{
int weeks = production.Length;
int clients = sales.GetLength(0);
if (weeks == 0 || clients == 0 || storageInfo.Quantity < 0 || storageInfo.Value < 0 || weeks != sales.GetLength(1))
{
throw new ArgumentException();
}
for (int i = 0; i < weeks; i++)
{
if (production[i].Quantity < 0 || production[i].Value < 0)
{
throw new ArgumentException();
}
for (int clientNr = 0; clientNr < clients; clientNr++)
{
if (sales[clientNr, i].Quantity < 0 || sales[clientNr, i].Value < 0)
{
throw new ArgumentException();
}
}
}
Graph g = new AdjacencyListsGraph <HashTableAdjacencyList>(true, 2 * weeks + 1 + clients + 1);
Graph c = g.IsolatedVerticesGraph();
//weeks - weeks+clients-1 - clients
//weeks+clients - source
//weeks+clients + 1 - target
int source = weeks + clients;
int target = weeks + clients + 1;
int storageStart = weeks;
int dummyStorageStart = weeks + clients + 2;
for (int i = 0; i < weeks; i++)
{
g.AddEdge(source, dummyStorageStart + i, production[i].Quantity);
c.AddEdge(source, dummyStorageStart + i, 0);
g.AddEdge(dummyStorageStart + i, i, production[i].Quantity);
c.AddEdge(dummyStorageStart + i, i, production[i].Value);
g.AddEdge(dummyStorageStart + i, target, production[i].Quantity);
c.AddEdge(dummyStorageStart + i, target, 0);
for (int clientNr = 0; clientNr < clients; clientNr++)
{
g.AddEdge(i, storageStart + clientNr, sales[clientNr, i].Quantity);
c.AddEdge(i, storageStart + clientNr, -sales[clientNr, i].Value);
g.AddEdge(storageStart + clientNr, target, double.MaxValue);
c.AddEdge(storageStart + clientNr, target, 0);
}
if (i < weeks - 1)
{
g.AddEdge(i, i + 1, storageInfo.Quantity);
c.AddEdge(i, i + 1, storageInfo.Value);
}
}
(double value, double cost, Graph flow) = g.MinCostFlow(c, source, target, true, MaxFlowGraphExtender.FordFulkersonDinicMaxFlow, MaxFlowGraphExtender.MKMBlockingFlow);
for (int i = 0; i < weeks; i++)
{
value -= flow.GetEdgeWeight(dummyStorageStart + i, target);
}
weeklyPlan = new WeeklyPlan[weeks];
for (int i = 0; i < weeks; i++)
{
weeklyPlan[i].UnitsProduced = (int)flow.GetEdgeWeight(dummyStorageStart + i, i);
if (i < weeks - 1)
{
weeklyPlan[i].UnitsStored = (int)flow.GetEdgeWeight(i, i + 1);
}
else
{
weeklyPlan[i].UnitsStored = 0;
}
weeklyPlan[i].UnitsSold = new int[clients];
for (int clientNr = 0; clientNr < clients; clientNr++)
{
weeklyPlan[i].UnitsSold[clientNr] = (int)flow.GetEdgeWeight(i, weeks + clientNr);
}
}
return(new PlanData {
Quantity = (int)value, Value = -cost
});
}
