SSCFLP Benchmark Data 线性规划算法结果：

最新推荐文章于 2020-04-24 10:34:22 发布

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分类专栏： NP-hard 文章标签： SSCFLP 设施选址有容量线性规划

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问题
代码
结果

问题

见: SSCFLP（Single Source Capacity Facility Location Problem)

代码

from numpy import *
import re
from pulp import *
import time


class Problem:
    # 读取文件初始化数据
    def __init__(self, filename):
        self.data = open(filename, "r")
        [self.factory_size, self.customer_size] = self.list_str_to_int(self.data.readline().split())
        # 字典， 用于制定方程式
        self.factorys_cost = dict()
        self.factorys_capacity = dict()
        self.customers_need = dict()
        self.c2f_fee = dict()

        # 列表，用于存储索引
        self.factorys_cost_list = []
        self.factorys_capacity_list = []
        self.customers_need_list = []
        self.c2f_fee_list = []
        for i in range(self.factory_size):
            [a, b] = self.list_str_to_int(self.data.readline().split())
            self.factorys_capacity[i] = a
            self.factorys_capacity_list.append(i)
            self.factorys_cost[i] = b
            self.factorys_cost_list.append(i)
        count = 0
        while count < self.customer_size:
            temp = self.list_str_to_int(re.split(r'[\s\.]+', self.data.readline()))
            l = len(temp)
            for i in range(l):
                self.customers_need[count + i] = temp[i]
                self.customers_need_list.append(count + i)
            count = len(self.customers_need.keys())
        for i in range(self.customer_size):
            count = 0
            while count < self.factory_size:
                temp = self.list_str_to_int(re.split(r'[\s\.]+', self.data.readline()))
                l = len(temp)
                for j in range(l):
                    self.c2f_fee[i, j+count] = temp[j]
                    self.c2f_fee_list.append((i, j+count))
                count += l
        # print(self.customers_need)
        # print("_" *100)
        # print(self.factorys_capacity)
        # print("_"*100)
        # print(self.c2f_fee)
        # print("_" * 100)
        # print(self.factorys_cost)
        # self.data.close()

    # 用于字符串列表转化为int型
    def list_str_to_int(self, str_list):
        int_list = []
        for i in str_list:
            if i == "":
                continue
            int_list.append(int(i))
        return int_list


def remove_none_str(list1):
    while "" in list1:
        list1.remove("")


if __name__ == '__main__':
    open_file = open("Linear.md", "a")
    for p in range(71):
        num = str(p+1)
        file = "./Instances/p" + num
        problem = Problem(filename=file)
        # 声明参数变量
        factory_open = LpVariable.dicts("factory_oepn", problem.factorys_cost_list, 0, 1, LpInteger)
        # print(factory_open)
        c2f_which = LpVariable.dicts("c2f_which", problem.c2f_fee_list, 0, 1, LpInteger)
        # print(c2f_which)
        # 创建极小化问题
        prob = LpProblem("SSCFLP", LpMinimize)
        a =  lpSum([factory_open[i] * problem.factorys_cost[i] for i in problem.factorys_capacity_list]) + lpSum([c2f_which[i] * problem.c2f_fee[i] for i in problem.c2f_fee_list])
        prob += a, "Total cost"
        # 客户的约束，要求每一个客户只能够有一个工厂
        for i in problem.customers_need_list:
            b = (lpSum(c2f_which[i, j] for j in problem.factorys_cost_list) == 1)
            prob += b
        # 对工厂的约束，服务的客户的数目不能够超过工厂的服务度量
        for i in problem.factorys_cost_list:
            b = lpSum(problem.customers_need[j] * c2f_which[j, i] for j in problem.customers_need_list) <= problem.factorys_capacity[i]
            prob += b
        # 对矩阵中所有的元素的约束
        for i in problem.factorys_cost_list:
            for j in problem.customers_need_list:
                b = c2f_which[j, i] <= factory_open[i]
                prob += b
        # 求解线性方程组
        start_time = time.time()
        prob.solve(PULP_CBC_CMD(fracGap = 0.001))
        calculate_time = time.time() - start_time
        # 打印状态
        # print("Status:", LpStatus[prob.status])
        # 打印出所有的数据结果，处理数据结果
        factory_result = zeros([2, problem.factory_size], dtype=int)
        customer_result = zeros([3, problem.customer_size], dtype=int)
        for i in range(problem.factory_size):
            factory_result[0, i] = i
        for i in range(problem.customer_size):
            customer_result[0, i] = i
        factory_result_list = []
        # 读取结果数据
        for v in prob.variables():
            if "factory_oepn_" in v.name:
                b = re.split(r"[\s\_]+", v.name)
                remove_none_str(b)
                factory_result[1, int(b[2])] = v.varValue
                if v.varValue == 1:
                    factory_result_list.append(int(b[2]))
            elif "c2f_which_" in v.name and v.varValue == 1:
                b = re.split(r"[\s\_\(\)\,]+", v.name)
                remove_none_str(b)
                customer_result[1, int(b[2])] = int(b[3])
                customer_result[2, int(b[2])] = problem.c2f_fee[int(b[2]), int(b[3])]
        # print(customer_result)
        # print(sort(factory_result_list))
        # print(value(prob.objective))
        # print(calculate_time)
        # 写入文件
        open_file.write("- " + str("test: " + str(num)) + "\n")
        open_file.write("- total fee: " + str(value(prob.objective)) + "\n")
        open_file.write("- open_factory_list: " + str(sort(factory_result_list)) + "\n")
        open_file.write("- time: " + str(calculate_time) + "\n")
        open_file.write("\n")
        open_file.write("| customer")
        for j in range(len(customer_result[0, :])):
            open_file.write(" | " + str(customer_result[0, j]))
        open_file.write(" |\n")
        open_file.write("| ------ ")
        for j in range(len(customer_result[0, :])):
            open_file.write("| ------ ")
        open_file.write("|\n")
        open_file.write("| factory")
        for j in range(len(customer_result[1, :])):
            open_file.write("| " + str(customer_result[1, j]))
        open_file.write(" |\n")
        open_file.write("| fee")
        for j in range(len(customer_result[2, :])):
            open_file.write("| " + str(customer_result[2, j]))
        open_file.write(" |\n")
        open_file.write("\n\n\n")
    open_file.close()
    # print("Total Cost of Transportation = ", value(prob.objective))
    # 打印结果
    # prob.writeLP("1.txt")
    # 检验和
    # result = 0
    # for i in range(problem.customer_size):
    #     result += (problem.c2f_fee[i, customer_result[1, i]])
    # for j in range(problem.factory_size):
    #     if factory_result[1][j] == 1:
    #         result += (problem.factorys_cost[j])
    # print(result)

结果

test: 1
total fee: 9907.0
open_factory_list: [0 3 5 6 7 8 9]
time: 0.27184224128723145

customer	0	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
factory	5	7	8	3	9	9	5	6	3	0	6	6	0	0	6	9	5	0	7	9	7	6	3	5	6	9	5	9	0	3	3	8	5	0	3	7	9	3	6	6	5	7	8	8	5	7	0	3	5	6
fee	161	29	79	167	68	28	242	80	234	145	33	140	249	140	156	219	59	84	97	138	73	108	23	9	141	157	357	88	281	118	90	200	132	222	132	186	61	180	147	334	14	148	108	142	161	183	54	213	209	172

test: 2
total fee: 8908.0
open_factory_list: [0 2 3 4 5 6 7 8]
time: 0.24386239051818848

customer	0	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
factory	5	7	8	2	5	2	5	6	3	2	6	3	4	0	6	4	5	0	3	0	7	6	3	5	6	2	5	7	0	3	3	8	2	0	3	7	6	3	6	4	5	7	8	8	5	7	0	2	4	6
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test: 3
total fee: 10374.0
open_factory_list: [2 3 4 5 6 7 8]
time: 0.22387099266052246

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factory	5	7	8	2	5	2	5	6	3	2	6	6	4	4	6	4	5	6	3	2	7	6	3	5	6	2	5	7	3	3	3	8	2	4	3	7	6	3	6	4	5	7	8	2	5	7	8	2	4	6
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test: 4
total fee: 11774.0
open_factory_list: [2 3 4 5 6 7 8]
time: 0.8734965324401855

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fee	161	29	79	28	88	34	242	80	234	104	33	140	149	192	156	179	59	135	94	180	73	108	23	9	141	173	357	25	326	118	90	200	104	293	132	186	274	180	147	113	14	148	108	200	161	183	96	187	137	172

test: 5
total fee: 9921.0
open_factory_list: [0 1 3 5 6 7 8 9]
time: 0.5266995429992676

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test: 6
total fee: 8994.0
open_factory_list: [0 2 3 4 5 6 7 8 9]
time: 0.54068922996521

customer	0	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
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test: 7
total fee: 10625.0
open_factory_list: [0 3 4 5 6 7 8 9]
time: 1.063389539718628

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fee	260	29	79	94	68	28	242	80	239	145	33	99	149	162	156	179	59	84	97	138	120	108	23	9	141	157	357	25	281	118	90	200	132	293	132	186	61	180	147	113	14	148	108	142	161	183	54	213	137	172

test: 8
total fee: 12225.0
open_factory_list: [0 3 4 5 6 7 8 9]
time: 1.4711713790893555

customer	0	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
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test: 9
total fee: 9530.0
open_factory_list: [0 3 5 6 8 9]
time: 0.22685599327087402

customer	0	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
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test: 10
total fee: 8778.0
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