Расчет сетевой модели методом Форда (с программой)

{ Программа: Метод Форда }

{ Автор: }

{ Версия: v1.0 }

PROGRAM ford;

uses crt,graph;

const menu:array[0..4,1..6] of string =

(('Ввод данных','Решение задачи','Вывод результата',

'О методе','О программе','Выход'),

('Ввод данных','Просмотр данных','Назад','','',''),

('Экран','Файл','Назад','','',''),

('Клавиатура','Файл','Назад','','',''),

('Да','Нет','','','',''));

menuof:array[0..4] of byte =(6,3,3,3,2);

menugo:array[0..4,1..6] of byte = ((1,0,2,0,0,4), (3,0,0,0,0,0),

(0,0,0,0,0,0), (0,0,1,0,0,0), (0,0,0,0,0,0));

name1='input.dat';

name2='output.dat';

xxx=140;

yyy=20;

xx1=10;

yy1=140;

messize=3;

col:array[16..31] of

byte=(0,186,113,4,40,41,41,42,42,43,44,69,15,15,15,15);

title:array[0..messize] of string = ('АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ',

' ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ ', ' ', ' Метод Форда

');

type matr = array[0..20,0..20] of real;

coord = array [1..20,1..2] of real;

var mas:matr;

coord_point:coord;

i,j,t,m,n,z,x1,y1,x2,kk,iii,y2,x,y,lenth,chrus,z1,z2:integer;

k:array[1..20] of real;

result:array[1..20] of integer;

error_code:array[1..5] of byte;

fire1:array[1..yyy,1..xxx] of byte;

fire2:array[1..yyy,1..xxx] of byte;

mask:array[1..6] of byte;

starx:array[1..500] of word;

stary:array[1..500] of word;

starc:array[1..500] of byte;

aa,cc,pi1,s:real;

l,inputdata,calculatedata,move:boolean;

o:string;

temp,cursor,lastcursor,menulevel,nline,step:byte;

pressed:char;

f1,f2:text;

FUNCTION min:real;

begin

s:=0;

for i:=1 to n do

if (s=0) and (k[i]<>-1) then s:=k[i]

else if(k[i]<s) and (k[i]<>-1)

then s:=k[i];

min:=s;

end;

PROCEDURE set_graph_mode;

begin

z1:=installuserdriver('svga256',nil);

initgraph(z1,z2,'');

cleardevice;

end;

PROCEDURE pixel(x:word;y,col:byte);

begin

asm

mov bx,x

mov cl,y

mov dl,col

mov ax,0a000h

mov es,ax

mov al,0a0h

mul cl

add ax,ax

add bx,ax

mov [es:bx],dl

end;

end;

PROCEDURE install_firewall;

begin

for i:=1 to yyy do

for j:=1 to xxx do

begin

fire1[i,j]:=0;

fire2[i,j]:=0;

end;

end;

PROCEDURE fire;

begin

for i:=1 to yyy-1 do

for j:=1 to xxx do

begin

pixel(j*2+xx1,i*3+yy1,col[fire1[i,j]]);

pixel(j*2+xx1,i*3+yy1-1,col[fire1[i,j]]);

pixel(j*2+xx1,i*3+yy1-2,col[fire1[i,j]]);

end;

for j:=1 to xxx do

begin

kk:=random(8);

if kk<3 then fire1[yyy,j]:=16

else fire1[yyy,j]:=round(31-kk);

end;

for i:=yyy-1 downto 1 do

for j:=2 to xxx-1 do

begin

fire2[i,j]:=round((fire1[i+1,j]+fire1[i+1,j-1]+fire1[i+1,j+1]-

random(4))/3);

if (fire2[i,j]<16) or (fire2[i,j]>31) then fire2[i,j]:=16;

end;

for i:=1 to yyy do

for j:=1 to xxx do

fire1[i,j]:=fire2[i,j];

end;

PROCEDURE ok;

begin

cleardevice;

setcolor(1);

rectangle(120,100,520,220);

rectangle(100,120,540,200);

setcolor(14);

outtextxy(180,130,'Опeрация произведена');

outtextxy(250,160,'корректно.');

repeat until keypressed;

end;

PROCEDURE notok;

begin

cleardevice;

setcolor(4);

rectangle(120,100,520,220);

rectangle(100,120,540,200);

setcolor(14);

outtextxy(180,130,'Опeрация произведена');

outtextxy(230,160,'не корректно.');

repeat until keypressed;

end;

PROCEDURE check_input_data;

begin

inputdata:=true;

for i:=1 to 5 do

error_code[i]:=0;

for i:=0 to n do

begin

if mas[i,1]<>-1 then error_code[1]:=1;

if mas[n,i]<>-1 then error_code[2]:=1;

if mas[i,i]<>-1 then error_code[3]:=1;

end;

for i:=1 to n do

for j:=1 to n do

begin

if (mas[i,j]<>-1) and (mas[j,i]<>-1) then error_code[4]:=1;

if (mas[i,j]<0) and (mas[i,j]<>-1) then error_code[5]:=1;

end;

clrscr;

if error_code[1]<>0 then

writeln('Ошибка: Не существует истока.');

if error_code[2]<>0 then

writeln('Ошибка: Не существует стока.');

if error_code[3]<>0 then

writeln('Ошибка: Существует дуга из одной вершины в ту же вершину.');

if error_code[4]<>0 then

writeln('Ошибка: Существует две дуги из одной вершины в другую.');

if error_code[5]<>0 then

writeln('Ошибка: Существует дуга с отрицительной нагрузкой.');

for i:=1 to 5 do

if error_code[i]<>0 then inputdata:=false;

if (z<>0) or (round(n)<>n) or (n<2) or (n>20) then inputdata:=false;

calculatedata:=false;

end;

PROCEDURE keyboard_input;

begin

z:=0;

closegraph;

clrscr;

write('Введите колличество пунктов(2-20): ');

readln(o);

val(o,n,z);

if (z<>0) or (round(n)<>n) or (n<2) or (n>20) then check_input_data;

writeln(' Введите нагрузку. Если дуга не существует, то нажмите

Enter.');

writeln;

for i:=1 to n-1 do

for j:=i to n do

if i<>j then

begin

write(' Введите нагрузку от ',i,'-й вершины до ',j,'-й

вершины:');

readln(o);

if o<>'' then val(o,mas[i,j],z)

else mas[i,j]:=-1;

if z<>0 then exit;

end;

check_input_data;

set_graph_mode;

settextstyle(chrus,0,2);

if inputdata=true then ok

else notok;

end;

PROCEDURE ramka;

begin

cleardevice;

setcolor(1);

rectangle(30,10,610,470);

rectangle(10,30,630,450);

end;

PROCEDURE save;

begin

assign(f2,name2);

rewrite(f2);

write(f2,'Кратчайший маршрут: ');

for i:=1 to lenth do

write(f2,result[lenth-i+1]);

writeln(f2,'');

write(f2,'Длинна кратчайшего маршрута: ');

write(f2,round(mas[0,n]));

close(f2);

ok;

end;

PROCEDURE about_program;

begin

ramka;

settextstyle(chrus,0,5);

setcolor(14);

outtextxy(160,30,'О программе');

settextstyle(chrus,0,1);

setcolor(12);

outtextxy(40,100,'Программа: ');

outtextxy(40,150,'Версия: ');

outtextxy(40,175,'Назначение: ');

outtextxy(40,240,'Автор: ');

outtextxy(40,265,'Дата: ');

setcolor(8);

outtextxy(200,100,'Решение задачи о кратчайшем');

outtextxy(200,120,'маршруте методом Форда.');

outtextxy(200,150,'v1.0');

outtextxy(200,175,'Курсовой проект по дисциплине');

outtextxy(200,195,'"Алгоритмические методы иссле-');

outtextxy(200,215,'дования опираций"');

outtextxy(200,240,’’);

outtextxy(200,265,'декабрь 1998 года');

setcolor(11);

outtextxy(50,395,'для большей информации смотрите README.TXT');

repeat until keypressed;

end;

PROCEDURE about_metod;

begin

ramka;

settextstyle(chrus,0,5);

setcolor(14);

outtextxy(130,30,'О методе Форда');

settextstyle(chrus,0,1);

setcolor(8);

outtextxy(40,90,'Метод Форда был разработан специально для');

outtextxy(50,110,'решения сетевых транспортных задач и осно-');

outtextxy(50,130,'ван, по существу на принципе оптимальности.');

outtextxy(40,150,'Алгоритм метода Форда содержит четыре этапа.');

outtextxy(50,170,'На первом этапе производится заполнение ис-');

outtextxy(50,190,'ходной таблицы расстояний от любого i-го');

outtextxy(50,210,'пункта в любой другой j-й пункт назначения');

outtextxy(50,230,'На втором этапе определяются для каждого');

outtextxy(50,250,'пункта некоторые параметры Ai и Aj по соот-');

outtextxy(50,270,'ветствующим формулам и правилам. Далее на');

outtextxy(50,290,'третьем этапе определяется кратчайшее рас-');

outtextxy(50,310,'стояние. Наконец, на четвертом этапе опре-');

outtextxy(50,330,'деляются кратчайшие маршруты из пункта');

outtextxy(50,350,'отправления Р1 в любой пункт назначения Рj,');

outtextxy(50,370,'j=2,3,...,n.');

repeat until keypressed;

end;

PROCEDURE output_graph;

begin

settextstyle(chrus,0,1);

for i:=1 to n do

begin

setcolor(10);

fillellipse(round(coord_point[i,1]),round(coord_point[i,2]),15,15);

setcolor(15);

str(i,o);

if i>9 then outtextxy(round(coord_point[i,1]-12),

round(coord_point[i,2]-12),o)

else outtextxy(round(coord_point[i,1]-7),

round(coord_point[i,2]-12),o);

end;

repeat until keypressed;

end;

PROCEDURE draw_ways;

begin

settextstyle(chrus,0,2);

for i:=1 to n do

for j:=1 to n do

if mas[i,j]<>-1 then

begin

x1:=round(coord_point[i,1]);

y1:=round(coord_point[i,2]);

x2:=round(coord_point[j,1]);

y2:=round(coord_point[j,2]);

setcolor(15);

line(x1,y1,x2,y2);

temp:=round(mas[i,j]);

str(temp,o);

setcolor(2);

outtextxy(round((x1+x2)/2+5),round((y1+y2)/2+5),o);

end;

end;

PROCEDURE draw_short_way;

begin

for i:=1 to lenth-1 do

begin

setlinestyle(0,0,3);

setcolor(red);

x:=result[i];

y:=result[i+1];

x1:=round(coord_point[x,1]);

y1:=round(coord_point[x,2]);

x2:=round(coord_point[y,1]);

y2:=round(coord_point[y,2]);

line(x1,y1,x2,y2);

end;

settextstyle(chrus,0,1);

setcolor(14);

outtextxy(50,370,'Кратчайший маршрут: ');

for i:=1 to lenth do

begin

str(result[lenth-i+1],o);

outtextxy(300+i*15,370,o);

end;

outtextxy(50,400,'Длинна кратчайшего маршрута: ');

str(round(mas[0,n]),o);

outtextxy(420,400,o);

end;

PROCEDURE count_point_coord;

begin

pi1:=(2*pi)/n;

m:=0;

aa:=3*pi/2;

for i:=1 to n do

begin

coord_point[i,1]:=(cos(aa)*150)+300;

coord_point[i,2]:=(sin(aa)*150)+200;

aa:=aa+pi1;

end;

end;

PROCEDURE set_font;

begin

chrus:=installuserfont('fn03');

settextstyle(chrus,0,2);

end;

PROCEDURE calculate;

begin

for i:=1 to n do

k[i]:=0;

clrscr;

mas[0,1]:=0;

mas[1,0]:=0;

{3}

for j:=2 to n do

begin

for i:=1 to n do

if (mas[0,i]<>-1) and (mas[i,j]<>-1)

then k[i]:=mas[0,i]+mas[i,j]

else k[i]:=-1;

mas[0,j]:=min;

mas[j,0]:=mas[0,j];

end;

{4}

repeat

l:=true;

for i:=1 to n do

for j:=1 to n do

if (mas[0,j]-mas[0,i]>mas[i,j]) and (mas[i,j]<>-1) then

begin

l:=false;

mas[0,j]:=mas[0,i]+mas[i,j];

end;

until l;

{5}

j:=n;

m:=1;

t:=0;

for i:=1 to n do

result[i]:=-1;

result[1]:=n;

repeat

inc(m);

for i:=1 to j do

begin

if (mas[i,j]<>-1) and (i<>j) and (mas[i,j]=mas[0,j]-mas[0,i])

then

begin

t:=i;

break;

end;

end;

result[m]:=t;

j:=t;

lenth:=m;

until j=1;

calculatedata:=true;

ok;

end;

PROCEDURE stars;

begin

for i:=1 to 500 do

begin

starx[i]:=round(random(640));

stary[i]:=round(random(480));

starc[i]:=round(31-random(16));

end;

end;

PROCEDURE draw_menu;

begin

cleardevice;

for i:=1 to 500 do

putpixel(starx[i],stary[i],starc[i]);

cursor:=1;

lastcursor:=cursor;

for i:=1 to 260 do

begin

setcolor(8);

line(210+i,110,210+i,110);

setcolor(4);

line(200+i,100,200+i,100);

end;

for j:=1 to nline*30+10 do

begin

setcolor(8);

line(210,110+j,470,110+j);

setcolor(4);

line(200,100+j,460,100+j);

end;

setcolor(0);

for j:=1 to nline do

outtextxy(220,110+(j-1)*25,menu[menulevel,j]);

end;

PROCEDURE redraw_menu;

begin

for j:=nline*30+10 downto 1 do

begin

setcolor(0);

line(210,110+j,470,110+j);

line(200,100+j,210,100+j);

setcolor(8);

if j<10 then

begin

setcolor(0);

line(210,100+j,470,100+j);

end

else

line(210,100+j,470,100+j);

end;

for i:=260 downto 0 do

begin

putpixel(210+i,110,0);

putpixel(200+i,100,0);

end;

cleardevice;

end;

PROCEDURE main_menu;

begin

settextstyle(chrus,0,2);

draw_menu;

repeat

setcolor(0);

outtextxy(220,110+(lastcursor-1)*25,menu[menulevel,lastcursor]);

setcolor(7);

outtextxy(220,110+(cursor-1)*25,menu[menulevel,cursor]);

pressed:=readkey;

if pressed=#0 then

begin

pressed:=readkey;

move:=false;

if (pressed=#80) and (cursor=nline) then

begin

lastcursor:=nline; cursor:=1;

move:=true;

end;

if (pressed=#72) and (cursor=1) then

begin

lastcursor:=1;

cursor:=nline;

move:=true;

end;

if (pressed=#80) and (cursor<nline) and not(move) then

begin

lastcursor:=cursor;

inc(cursor);

end;

if (pressed=#72) and (cursor>1) and not(move) then

begin

lastcursor:=cursor;

dec(cursor);

end;

end;

until pressed=#13;

redraw_menu;

if cursor=5 then about_program;

if cursor=4 then about_metod;

if (cursor=1) and (menulevel=3) then keyboard_input;

if (cursor=1) and (menulevel=4) then

begin

closegraph;

halt;

end;

if (cursor=2) and (menulevel=1) and (inputdata=false) then notok;

if (cursor=2) and (menulevel=1) and (inputdata=true) then

begin

count_point_coord;

draw_ways;

output_graph;

end;

if (cursor=2) and (menulevel=0) and (inputdata=true) then calculate;

if (cursor=2) and (menulevel=0) and (inputdata=false) then notok;

if (cursor=1) and (menulevel=2) and (calculatedata=false) then notok;

if (cursor=1) and (menulevel=2) and (calculatedata=true) then

begin

count_point_coord;

draw_ways;

draw_short_way;

output_graph;

end;

if (cursor=2) and (menulevel=2) and (calculatedata=true) then save;

if (cursor=2) and (menulevel=2) and (calculatedata=false) then notok;

if (cursor=2) and (menulevel=3) then notok;

menulevel:=menugo[menulevel,cursor];

nline:=menuof[menulevel];

main_menu;

end;

PROCEDURE welcomescreen;

begin

settextstyle(chrus,0,1);

randomize;

install_firewall;

for i:=0 to messize do

begin

setcolor(4);

outtextxy(10,iii*step+i*30,title[i]);

end;

repeat

fire;

until keypressed;

end;

BEGIN

for i:=0 to 20 do

for j:=0 to 20 do

mas[i,j]:=-1;

stars;

inputdata:=false;

calculatedata:=false;

menulevel:=0;

nline:=menuof[menulevel];

z2:=0;

set_graph_mode;

set_font;

welcomescreen;

closegraph;

z2:=2;

set_graph_mode;

main_menu;

repeat until keypressed;

END.