/// <summary>
/// Обработчик событий при изменении "Количество ограничений"
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void numericCountRestrictions_ValueChanged(object sender, EventArgs e)
{
// Создаём ячейки
int countVariables = Decimal.ToInt32(numericCountVariables.Value);
int countRestrictions = Decimal.ToInt32(numericCountRestrictions.Value);
DataGridWorker.CreateGrids(_dataGridViewTargetFunction, countVariables, true);
DataGridWorker.CreateGrids(_dataGridViewRestrictions, countVariables, countRestrictions, true);
DataGridWorker.CreateGrids(_dataGridViewCornerDot, countVariables, true);
}
/// <summary>
/// Обработчик событий при изменении пункта "Добавить угловую точку"
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void checkBoxCornerDot_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
{
if (checkBoxCornerDot.Checked == true)
{
if (_dataGridViewCornerDot.Columns.Count == 0)
{
int countVariables = Decimal.ToInt32(numericCountVariables.Value);
DataGridWorker.CreateGrids(_dataGridViewCornerDot, countVariables, true);
}
_dataGridViewCornerDot.Visible = true;
}
else
{
_dataGridViewCornerDot.Visible = false;
}
}
/// <summary>
/// Сохранение задачи в файл
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void saveFileToolStripMenuButton_Click(object sender, EventArgs e)
{
// Считываем коэффициенты с ячеек
List <List <string> > targetFunction = DataGridWorker.ReadGridsFrom(_dataGridViewTargetFunction);
List <List <string> > restrictions = DataGridWorker.ReadGridsFrom(_dataGridViewRestrictions);
// В зависимости от выбранного режима добавляем ->max или ->min
if (radioButtonMax.Checked)
{
targetFunction[0].Add("->max");
}
else
{
targetFunction[0].Add("->min");
}
// Добавляем "=" перед последним коэффициентом в ограничения
foreach (List <string> equation in restrictions)
{
equation.Insert(equation.Count - 1, "=");
}
if (saveFileDialog.ShowDialog() == DialogResult.OK)
{
string filePath = saveFileDialog.FileName;
using (TextWriter tw = new StreamWriter(filePath))
{
string joinString = String.Join(" ", targetFunction[0].ToArray());
tw.WriteLine(joinString);
foreach (List <string> equation in restrictions)
{
joinString = String.Join(" ", equation.ToArray());
tw.WriteLine(joinString);
}
tw.Close();
}
saveFileDialog.FileName = "";
MessageBox.Show("Файл успешно сохранён.", "Сохранить задачу в файл.", MessageBoxButtons.OK);
}
}
/// <summary>
/// Конструктор для авто-режима с задачей
/// </summary>
/// <param name="problem"></param>
public AutoStepWindow(LinearProgrammingProblem problem)
{
this.Problem = problem;
// Инициализируем компоненты окна
InitializeComponent();
// Заносим параметры в ячейки
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewProblem, Problem.Restrictions, true);
if (Problem.CornerDot != null)
{
Problem.TransformColumnsForCornerDot(_dataGridViewProblem);
}
//Процесс выполнения.
Implementation();
}
/// <summary>
/// Конструктор для окна пошагового режима с задачей
/// </summary>
/// <param name="problem">Задача линейного программирования</param>
public StepByStepWindow(LinearProgrammingProblem problem)
{
this.Problem = problem;
// изначально мы на нулевом шаге
this.Step = 0;
// Инициализируем компоненты окна
InitializeComponent();
// Добавляем в ячейки данные
tabControl.TabPages[0].Text = "Матрица коэффициентов системы ограничения равенств.";
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewProblem, Problem.Restrictions, true);
if (Problem.CornerDot != null)
{
Problem.TransformColumnsForCornerDot(_dataGridViewProblem);
}
}
/// <summary>
/// При загрузке главного окна
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void FormMain_Load(object sender, EventArgs e)
{
// Путь до справки. Для helpProvider
helpProvider.HelpNamespace = new Uri(Path.Combine(ExeDirectory, "data\\help\\mainpagehelp.html")).LocalPath;
// Для openFileDialog
openFileDialog.InitialDirectory = new Uri(Path.Combine(ExeDirectory, "data\\")).LocalPath;
// Для saveFileDialog
saveFileDialog.InitialDirectory = new Uri(Path.Combine(ExeDirectory, "data\\")).LocalPath;
// Создаём ячейки
int countVariables = Decimal.ToInt32(numericCountVariables.Value);
int countRestrictions = Decimal.ToInt32(numericCountRestrictions.Value);
DataGridWorker.CreateGrids(_dataGridViewTargetFunction, countVariables, false);
DataGridWorker.CreateGrids(_dataGridViewRestrictions, countVariables, countRestrictions, false);
// Настройки по умолчанию
radioButtonMin.Checked = true;
radioButtonStepByStepMode.Checked = true;
}
/// <summary>
/// Основные шаги
/// </summary>
public void Implementation()
{
try
{
//Прямой ход метода Гаусса для приведения к треугольному виду.
Problem.Gauss();
//Выражение базисных переменных и приведение к диагональному виду.
Problem.HoistingMatrix();
// Обновляем параметры в ячейках
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewProblem, Problem.Restrictions, false);
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, $"Ошибка при решении системы методом Гаусса.", MessageBoxButtons.OK);
return;
}
try
{
// Создаём симплекс таблицу
Problem.TransformGridForSimplexTable(_dataGridViewProblem);
Problem.SimplexTable = new SimplexTable(_dataGridViewProblem);
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, $"Ошибка создания симплекс таблицы!", MessageBoxButtons.OK);
return;
}
int responce;
int step = 1;
while (true)
{
// Проверяем симплекс таблицу на решённость
if ((responce = Problem.SimplexTable.ResponseCheck()) == 0)
{
try
{
//выбор любого опорного
Problem.SimplexTable.SelectFirstSupportElement();
//меняем местами переменные
Problem.SimplexTable.ChangeHeaders(_dataGridViewProblem);
// высчитывание по опорному
Problem.SimplexTable.CalculateSimplexTable();
// Обновление ячеек
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewProblem, Problem.SimplexTable.SimplexTableElements, false);
step++;
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, $"Ошибка при выборе опорных элементов на {step} шаге.", MessageBoxButtons.OK);
return;
}
}
else if (responce == 1)
{
tabControl.TabPages[0].Text = "Ответ готов!";
if (Problem.Min == false)
{
labelAnswer.Text = "Ответ :" + Problem.SimplexTable.Response();
}
else
{
labelAnswer.Text = "Ответ :" + Problem.SimplexTable.Response() * (-1);
}
if (cornerDotAnswerWasAdded == false)
{
//добавляем угловую точку решения (X*)
DataGridWorker.SetParamToGrids(
_dataGridViewCornerDot,
Problem.ResponseCornerDot(_dataGridViewProblem),
true);
cornerDotAnswerWasAdded = true;
}
break;
}
else if (responce == -1)
{
MessageBox.Show("Задача не разрешима!");
tabControl.TabPages[0].Text = "Задача не разрешима!";
break;
}
}
}
/// <summary>
/// Кнопка "Далее"
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void buttonNext_Click(object sender, EventArgs e)
{
switch (Step)
{
case 0:
try
{
// Буферизируем данные
BufferingTableValues(Problem.ToFractionList(DataGridWorker.ReadGridsFrom(_dataGridViewProblem)));
// Прямой ход Гаусса
Problem.Gauss();
// Обновляем параметры
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewProblem, Problem.Restrictions, false);
Step++;
tabControl.TabPages[0].Text = "Шаг 1: Прямой ход метода Гаусса.";
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, $"Ошибка на {Step} шаге!", MessageBoxButtons.OK);
}
break;
case 1:
try
{
// Буферизируем данные
BufferingTableValues(Problem.ToFractionList(DataGridWorker.ReadGridsFrom(_dataGridViewProblem)));
// Выражение базисных переменных + обратный ход Гаусса
Problem.HoistingMatrix();
// Обновляем параметры
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewProblem, Problem.Restrictions, false);
Step++;
tabControl.TabPages[0].Text = "Шаг 2: Выражение базисных переменных.";
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, $"Ошибка на {Step} шаге!", MessageBoxButtons.OK);
}
break;
case 2:
try
{
// Буферизируем данные
BufferingTableValues(Problem.ToFractionList(DataGridWorker.ReadGridsFrom(_dataGridViewProblem)));
BufferingHeaders(_dataGridViewProblem);
if (simplexTableWasDraw == false)
{
Problem.TransformGridForSimplexTable(_dataGridViewProblem);
Problem.SimplexTable = new SimplexTable(_dataGridViewProblem);
simplexTableWasDraw = true;
}
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, $"Ошибка создания симплекс таблицы на {Step} шаге!", MessageBoxButtons.OK);
return;
}
// Если симплекс таблица создалась и отрисовалась успешно
// Проверяеем её на ответ
switch (Problem.SimplexTable.ResponseCheck())
{
case 0:
// Продолжаем искать решение
Step++;
tabControl.TabPages[0].Text = "Шаг 3: Симплекс-таблица.";
break;
case 1:
// Если ответ готов сразу без выбора опорного элемента
tabControl.TabPages[0].Text = "Ответ готов!";
Step++;
labelAnswer.Visible = true;
groupBoxCornerDot.Visible = true;
buttonNext.Enabled = false;
// Подставляем ответ
if (Problem.Min == false)
{
labelAnswer.Text = "Ответ :" + Problem.SimplexTable.Response();
}
else
{
labelAnswer.Text = "Ответ :" + Problem.SimplexTable.Response() * (-1);
}
// Выводим угловую точку ответа (X*)
if (cornerDotAnswerWasAdded == false)
{
//добавляем точку
DataGridWorker.SetParamToGrids(
_dataGridViewCornerDot,
Problem.ResponseCornerDot(_dataGridViewProblem),
true);
cornerDotAnswerWasAdded = true;
}
break;
case -1:
Step++;
MessageBox.Show("Задача не разрешима!");
tabControl.TabPages[0].Text = "Задача не разрешима!";
buttonNext.Enabled = false;
break;
}
break;
case 3:
try
{
BufferingTableValues(Problem.SimplexTable.SimplexTableElements);
//выбор опорного
Problem.SimplexTable.SelectionOfTheSupportElements(_dataGridViewProblem);
Step++;
tabControl.TabPages[0].Text = $"Шаг {Step}: Выбор опорного элемента";
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, $"Ошибка при выборе опорных элементов на {Step} шаге.", MessageBoxButtons.OK);
}
break;
default:
try
{
// Проверяем, выбран ли опорный элемент
Problem.SimplexTable.SupportElementPressedOrNot(_dataGridViewProblem);
// Меняем хэдэры колонки и строки местами
Problem.SimplexTable.ChangeHeaders(_dataGridViewProblem);
// Буферизируем симплекс таблицу
BufferingTableValues(Problem.SimplexTable.SimplexTableElements);
// Удаляем подсвеченные ячейки
UncolorGreenGrids(_dataGridViewProblem);
// Вычисление симплекс таблицы по выбранному опорному элементу
Problem.SimplexTable.CalculateSimplexTable();
// Обновление ячеек
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewProblem, Problem.SimplexTable.SimplexTableElements, false);
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, $"Ошибка при выборе опорного элемента на шаге {Step}", MessageBoxButtons.OK);
return;
}
switch (Problem.SimplexTable.ResponseCheck())
{
case 0:
Step++;
tabControl.TabPages[0].Text = $"Шаг {Step}: Выбор опорного элемента";
//выбор опорного
Problem.SimplexTable.SelectionOfTheSupportElements(_dataGridViewProblem);
break;
case 1:
tabControl.TabPages[0].Text = "Ответ готов!";
Step++;
labelAnswer.Visible = true;
groupBoxCornerDot.Visible = true;
if (Problem.Min == false)
{
labelAnswer.Text = "Ответ :" + Problem.SimplexTable.Response();
}
else
{
labelAnswer.Text = "Ответ :" + Problem.SimplexTable.Response() * (-1);
}
if (cornerDotAnswerWasAdded == false)
{
//добавляем угловую точку решения (X*)
DataGridWorker.SetParamToGrids(
_dataGridViewCornerDot,
Problem.ResponseCornerDot(_dataGridViewProblem),
true);
cornerDotAnswerWasAdded = true;
}
buttonNext.Enabled = false;
break;
case -1:
Step++;
MessageBox.Show("Задача не разрешима!");
tabControl.TabPages[0].Text = "Задача не разрешима!";
buttonNext.Enabled = false;
break;
}
break;
}
}
/// <summary>
/// Кнопка "Назад"
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void buttonBack_Click(object sender, EventArgs e)
{
switch (Step)
{
case 0:
// Отменить операцию закрытия окна
bool CancelСlosing = false;
var result = MessageBox.Show(
"Предыдущего шага нет. Возврат приведёт к закрытию текущей задачи. Вы уверены?",
"Закрыть задачу?",
MessageBoxButtons.YesNo,
MessageBoxIcon.Question);
if (result == DialogResult.No)
{
// Если пользователь не хочет закрывать окно, отменяем операцию
CancelСlosing = true;
}
if (!CancelСlosing)
{
this.Close();
}
break;
case 1:
// Возвращение с шага 1
try
{
// Достаём данные из буфера и заносим их в ячейки
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewProblem, GetOutOfTheBuffer(), false);
// Заносим данные из буфера в данные задачи
Problem.Restrictions = Problem.ToFractionList(DataGridWorker.ReadGridsFrom(_dataGridViewProblem));
// Убавляем шаг
Step--;
tabControl.TabPages[0].Text = "Матрица коэффициентов системы ограничений равенств.";
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, $"Ошибка при возвращении с шага {Step}.", MessageBoxButtons.OK);
}
break;
case 2:
try
{
// Достаём данные из буфера и заносим их в ячейки
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewProblem, GetOutOfTheBuffer(), false);
// Заносим данные из буфера в данные задачи
Problem.Restrictions = Problem.ToFractionList(DataGridWorker.ReadGridsFrom(_dataGridViewProblem));
// Убавляем шаг
Step--;
tabControl.TabPages[0].Text = "Шаг 1: Прямой ход метода Гаусса.";
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, $"Ошибка при возвращении с шага {Step}.", MessageBoxButtons.OK);
}
break;
case 3:
// Достаём данные из буфера и заносим их в ячейки
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewProblem, GetOutOfTheBuffer(), true);
// Достаём хэдэры из буфера
DataGridWorker.SetHeaders(_dataGridViewProblem, GetOutOfTheBufferHeaders());
// Обнуляем данные симплекс таблицы
Problem.SimplexTable.SimplexTableElements = new List <List <Fraction> >();
simplexTableWasDraw = false;
Step--;
tabControl.TabPages[0].Text = "Шаг 2: Выражение базисных переменных.";
// Если ответ был готов сразу и уже отобразился - скрываем его
labelAnswer.Visible = false;
groupBoxCornerDot.Visible = false;
buttonNext.Enabled = true;
break;
case 4:
UncolorGreenGrids(_dataGridViewProblem);
GetOutOfTheBuffer();
Step--;
tabControl.TabPages[0].Text = "Шаг 3: Симплекс-таблица.";
break;
default:
UncolorGreenGrids(_dataGridViewProblem);
// Достаём из буффера элементы симплекс таблицы
Problem.SimplexTable.SimplexTableElements = GetOutOfTheBuffer();
// Достаём данные из буфера и заносим их в ячейки
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewProblem, Problem.SimplexTable.SimplexTableElements, false);
// Меняем хэдэры обратно, доставая их из буффера
Problem.SimplexTable.ChangeHeadersFromBuffer(_dataGridViewProblem);
// Выбор опорного
Problem.SimplexTable.SelectionOfTheSupportElements(_dataGridViewProblem);
Step--;
tabControl.TabPages[0].Text = $"Шаг {Step}: Выбор опорного элемента";
labelAnswer.Visible = false;
groupBoxCornerDot.Visible = false;
buttonNext.Enabled = true;
break;
}
}
/// <summary>
/// Кнопка "Решить"
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void buttonSolve_Click(object sender, EventArgs e)
{
// Задача на минимум?
bool min = radioButtonMin.Checked;
// Пошаговый режим?
bool stepByStepModeOn = radioButtonStepByStepMode.Checked;
// Задана угловая точка?
bool cornerDotOn = checkBoxCornerDot.Checked;
// Создаём объект задачи
LinearProgrammingProblem problem;
// Инициализируем
try
{
// Данные задачи
List <List <string> > targetFunction = DataGridWorker.ReadGridsFrom(_dataGridViewTargetFunction);
List <List <string> > retrictions = DataGridWorker.ReadGridsFrom(_dataGridViewRestrictions);
List <List <string> > cornerDot;
// Если включена угловая точка
if (cornerDotOn)
{
cornerDot = DataGridWorker.ReadGridsFrom(_dataGridViewCornerDot);
problem = new LinearProgrammingProblem(targetFunction, retrictions, cornerDot, min);
// Использование LINQ
var query = problem.CornerDot[0].Where(fraction => !fraction.Equals(new Fraction(0)));
if (problem.Restrictions.Count != query.Count())
{
throw new Exception("Невозможно выразить базис с данной угловой точкой. " +
"Количество ненулевых параметров начальной угловой точки не равно количеству линейно независимых строк");
}
}
else
{
problem = new LinearProgrammingProblem(targetFunction, retrictions, null, min);
}
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, "Ошибка при создании задачи!", MessageBoxButtons.OK);
return;
}
// Меню
// Проверяем режим
switch (stepByStepModeOn)
{
// Если выбран пошаговый режим
case true:
StepByStepWindow stepByStepWindow = new StepByStepWindow(problem);
stepByStepWindow.ShowDialog();
break;
// Если выбран авто-режим
case false:
AutoStepWindow autoStepWindow = new AutoStepWindow(problem);
autoStepWindow.ShowDialog();
break;
}
}
/// <summary>
/// Открыть задачу из файла
/// </summary>
/// <param name="fileName"></param>
private void OpenTaskFromPath(string fileName)
{
string fileText = File.ReadAllText(fileName);
if (fileText == "")
{
throw new Exception("Файл пуст.\nПожалуйста, проверьте файл и попробуйте ещё раз.");
}
// Чистим массив от лишних символов
fileText = fileText.Replace("\r", "");
fileText = fileText.Replace("= ", "");
// Чистим от последнего /n, если пользователь вдруг нажал Enter после уравнения
if (fileText[fileText.Length - 1] == '\n')
{
fileText = fileText.Remove(fileText.Length - 1);
}
// Чистим от лишних пробелов
fileText = string.Join(" ", fileText.Split(new char[] { ' ' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries));
// Определяем макс или мин и очищаем от этого строку
if (fileText.Contains("->max") || fileText.Contains("-> max"))
{
radioButtonMax.Checked = true;
fileText = fileText.Replace(" ->max", "");
fileText = fileText.Replace(" -> max", "");
}
else
{
if (fileText.Contains("->min") || fileText.Contains("-> min"))
{
radioButtonMin.Checked = true;
fileText = fileText.Replace(" ->min", "");
fileText = fileText.Replace(" -> min", "");
}
else
{
throw new Exception("В файле отсутствует условие максимизации или минимизации. Пожалуйста, установите это условие вручную.");
}
}
// Делим цельный текст на массив строк с уравнениями
string[] tmpText = fileText.Split('\n');
// Создаём список всего уравнения
List <List <string> > AllTask = new List <List <string> >();
// Заносим данные в список
foreach (string equation in tmpText)
{
AllTask.Add(new List <string>(equation.Split(' ')));
}
// Делим на целевую и ограничения
List <List <string> > targetFunction = new List <List <string> >();
targetFunction.Add(new List <string>());
targetFunction[0] = AllTask[0];
// Удаляем целевую функцию из списка
AllTask.Remove(AllTask.First());
List <List <string> > restrictions = new List <List <string> >(AllTask);
// Заносим целевую функцию в Ячейки
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewTargetFunction, targetFunction, true);
// Создаём угловую точку
DataGridWorker.CreateGrids(_dataGridViewCornerDot, targetFunction[0].Count, true);
// Ограничения
DataGridWorker.SetParamToGrids(_dataGridViewRestrictions, restrictions, true);
}
