Симплекс метод (программа работает, но при вводе различных значений выдаёт функция не ограничена)

#include "stdafx.h"
#include <winsock2.h>
#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <string>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <string>
 
 
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;
using std::string;
 
class user_data {
public:
    void get_data_from_user();
    void user_data_is_valid();
protected:
    double *function;
    double *fm;
    double **system;
    int *sign;
    int num_v;
    int num_l;
    bool way;
};
 
class simplex : public user_data {
public:
    void init();
    void gen_plane();
    bool plane_is_valid();
    bool function_is_undefined();
    void print_result_to_file(int it_num);
private:
    double func;
    double **bv;
    double **sv;
    double *istr;
    double *th;
    double alm;
    int i_lrow;
    int i_lcol;
    std::stringstream table;
};
 
 
 
 
 
void error(int err_no)
{
    switch (err_no) {
    case 0:
        cout << "\nВы ввели некорректное значение.\n" << endl;
        break;
    case 1:
        cout << "\nВы не можете задать менее двух ограничений.\n" << endl;
        break;
    case 2:
        cout << "\nВы не можете задать больше 500 ограничений.\n" << endl;
        break;
    case 3:
        cout << "\nВы не можете задать менее двух переменных.\n" << endl;
        break;
    case 4:
        cout << "\nВы не можете задать более 500 уравнений.\n" << endl;
        break;
    }
}
 
void user_data::get_data_from_user()
{
    string num_limits, num_vars, s_var, fr_m, sn, func, w;
    int i, j;
    bool validator = false;
 
    do {
        cout << "Введите количество ограничений в системе: ";
        getline(cin, num_limits);
        if (atoi(num_limits.c_str()) < 2)
            error(1);
        else if (atoi(num_limits.c_str()) > 500)
            error(2);
        else
            validator = true;
 
    } while (!validator);
 
    num_l = atoi(num_limits.c_str());
    validator = false;
 
    do {
        cout << "Введите количество переменных в системе ограничений: ";
        getline(cin, num_vars);
        if (atoi(num_vars.c_str()) < 2)
            error(3);
        else if (atoi(num_vars.c_str()) > 500)
            error(4);
        else
            validator = true;
    } while (!validator);
 
    num_v = atoi(num_vars.c_str());
    validator = false;
 
    function = new double[num_v];
    system = new double *[num_l];
    for (i = 0; i < num_l; i++)
        system[i] = new double[num_v];
    fm = new double[num_l];
    sign = new int[num_l];
 
    cout << "\nЗаполните коэффициенты при целевой функции.\n" << endl;
 
    for (i = 0; i < num_v; i++) {
        do {
            cout << "Введите коэффициент целевой фукнции при x" << i + 1 << ": ";
            getline(cin, func);
                            
        
                validator = true;
                function[i] = atof(func.c_str());
            
        } while (!validator);
        validator = false;
    }
 
    do {
        cout << "Введите направление целевой функции ( min, max ) : ";
        getline(cin, w);
        if (w == "max" || w == "MAX" || w == "min" || w == "MIN") {
            validator = true;
            if (w == "max" || w == "MAX")
                way = true;
            else
                way = false;
        }
        else
            error(0);
 
    } while (!validator);
    cout << "\nЗаполните систему ограничений.\n" << endl;
 
    for (i = 0; i < num_l; i++) {
        cout << "Заполните " << i + 1 << "-е ограничение.\n" << endl;
        for (j = 0; j < num_v; j++) {
            do {
                cout << "Введите коэффициэнт при x" << j + 1 << ": ";
                getline(cin, s_var);
            
                
                    validator = true;
                
            } while (!validator);
            system[i][j] = atof(s_var.c_str());
            validator = false;
        }
 
        do {
            cout << "Введите знак при " << i + 1 << "-м ограничении ( <=, =, >= ) : ";
            getline(cin, sn);
            if (sn == "<=" || sn == "=" || sn == ">=") {
                validator = true;
                if (sn == "<=")
                    sign[i] = 0;
                if (sn == "=")
                    sign[i] = 1;
                if (sn == ">=")
                    sign[i] = 2;
            }
            else
                error(0);
            cout << sign[i] << endl;
        } while (!validator);
 
        validator = false;
 
        do {
            cout << "Введите свободный член при " << i + 1 << "-м ограничении: ";
            getline(cin, fr_m);
            if (atof(fr_m.c_str()) == 0)
                error(0);
            else
                validator = true;
        } while (!validator);
 
        fm[i] = atof(fr_m.c_str());
        validator = false;
 
        cout << endl;
    }
 
}
 
 
 
void simplex::init()
{
    int i, j;
    func = 0;
    sv = new double *[num_l];
    for (i = 0; i < num_l; i++)
        sv[i] = new double[num_v * 2];
    for (i = 0; i < num_l; i++) {
        for (j = 0; j < num_v; j++)
            sv[i][j] = system[i][j];
        for (; j < num_v * 2; j++)
        if (i + num_v == j)
        if (way)
            sv[i][j] = 1;
        else
            sv[i][j] = -1;
        else
            sv[i][j] = 0;
    }
    istr = new double[num_v * 2];
    bv = new double *[num_l];
    for (i = 0; i < num_l; i++) {
        bv[i] = new double[2];
        bv[i][0] = i + num_v;
        bv[i][1] = fm[i];
    }
    for (i = 0; i < num_v * 2; i++)
    if (i < num_v)
        istr[i] = function[i] * -1;
    else
        istr[i] = 0;
    i_lcol = 0;
    for (i = 0; i < num_v * 2 - 1; i++) {
        if (istr[i] < 0)
        if (fabs(istr[i + 1]) > fabs(istr[i]))
            i_lcol = i + 1;
    }
    th = new double[num_l];
    for (i = 0; i < num_l; i++)
        th[i] = bv[i][1] / sv[i][i_lcol];
    i_lrow = 0;
    for (i = 0; i < num_l - 1; i++)
    if (th[i] > th[i + 1])
        i_lrow = i + 1;
    alm = sv[i_lrow][i_lcol];
    print_result_to_file(0);
}
bool simplex::plane_is_valid()
{
    int i;
    bool result = true;
    if (way)
    for (i = 0; i < num_v * 2; i++)
    if (istr[i] < 0) {
        result = false;
        break;
    }
    if (!way)
    for (i = 0; i < num_v * 2; i++)
    if (istr[i] >= 0) {
        result = false;
        break;
    }
 
    return result;
}
bool simplex::function_is_undefined()
{
    int i;
    for (i = 0; i < num_l; i++)
    if (th[i] < 0) {
        return false;
    }
    return true;
}
void simplex::gen_plane()
{
    int i, j, it_num = 0;
    double A, B;
    while (!plane_is_valid() && function_is_undefined()) {
        A = bv[i_lrow][1];
        B = istr[i_lcol];
        func -= A * B / alm;
        double *tmp_bv = new double[num_l];
        bv[i_lrow][0] = i_lcol;
        A = bv[i_lrow][1];
        for (i = 0; i < num_l; i++) {
            B = sv[i][i_lcol];
            tmp_bv[i] = bv[i_lrow][1];
            if (i != i_lrow)
                tmp_bv[i] = bv[i][1] - A * B / alm;
            else
                tmp_bv[i] /= alm;
        }
        for (i = 0; i < num_l; i++)
            bv[i][1] = tmp_bv[i];
        double *tmp_istr = istr;
        B = istr[i_lcol];
        for (i = 0; i < num_v * 2; i++) {
            A = sv[i_lrow][i];
            tmp_istr[i] = istr[i] - A * B / alm;
        }
        istr = tmp_istr;
        double **tmp_sv = new double *[num_l];
        for (i = 0; i < num_l; i++)
            tmp_sv[i] = new double[num_v * 2];
        for (i = 0; i < num_l; i++)
        for (j = 0; j < num_v * 2; j++) {
            tmp_sv[i][j] = sv[i][j];
            A = sv[i_lrow][j];
            B = sv[i][i_lcol];
            if (i == i_lrow)
                tmp_sv[i][j] /= alm;
            else
                tmp_sv[i][j] = sv[i][j] - A * B / alm;
        }
        sv = tmp_sv;
        i_lcol = 0;
        for (i = 0; i < num_l; i++)
            th[i] = bv[i][1] / sv[i][i_lcol];
        i_lrow = 0;
        for (i = 0; i < num_l - 1; i++)
        if (th[i] > th[i + 1])
            i_lrow = i + 1;
        alm = sv[i_lrow][i_lcol];
        it_num++;
        print_result_to_file(it_num);
    }
 
    if (!function_is_undefined())
        cout << "\nЦелевая фукнция не ограничена, данная задача решений не имеет\n" << endl;
    else {
        cout << "\nf(x) = " << func << "\n" << endl;
        for (i = 0; i < num_l; i++) {
            cout << "x" << bv[i][0] + 1 << " = " << bv[i][1] << endl;
        }
        cout << "\nВсе вычисления были записаны в файл table.txt\n" << endl;
    }
}
void simplex::print_result_to_file(int it_num)
{
    int i, j;
    if (!it_num) {
        table << "Задана целевая функция:\n" << endl;
        std::stringstream f_x;
        f_x << "f(x) = ";
        for (i = 0; i < num_v; i++) {
            if (!i)
                f_x << function[i] << "x" << i + 1 << " ";
            else {
                if (function[i] < 0)
                    f_x << "- " << fabs(function[i]) << "x" << i + 1 << " ";
                if (function[i] > 0)
                    f_x << "+ " << function[i] << "x" << i + 1 << " ";
            }
        }
        std::string minmax;
        if (way)
            minmax = "max";
        else
            minmax = "min";
        f_x << "=> " << minmax << "\n" << endl;
        table << f_x.str();
        table << "И система ограничений:\n" << endl;
        std::stringstream math_sys;
        std::string math_sign;
        for (i = 0; i < num_l; i++) {
            for (j = 0; j < num_v; j++) {
                if (!j)
                    math_sys << system[i][j] << "x" << j + 1 << " ";
                else
                if (system[i][j] == 1)
                if (!j)
                    math_sys << "x" << j + 1 << " ";
                else
                    math_sys << "+ x" << j + 1 << " ";
                else
                if (system[i][j] == -1)
                if (!j)
                    math_sys << "-x" << j + 1 << " ";
                else
                    math_sys << "- x" << j + 1 << " ";
                else {
                    if (system[i][j] < 0)
                        math_sys << "- " << fabs(system[i][j]) << "x" << j + 1 << " ";
                    else
                        math_sys << "+ " << system[i][j] << "x" << i + 1 << " ";
                    if (!sign[i])
                        math_sign = "<=";
                    if (sign[i] == 1)
                        math_sign = "=";
                    if (sign[i] == 2)
                        math_sign = ">=";
                }
            }
 
            math_sys << math_sign << " " << fm[i];
            math_sys << endl;
        }
        std::string min_or_max;
        if (way)
            min_or_max = "максимум";
        else
            min_or_max = "минимум";
        table << math_sys.str() << endl;
        table << "Решим данную задачу на " << min_or_max << " методом симплексных таблиц.\nПостроим первый опорный план:\n" << endl;
    }
    for (i = 0; i < num_l; i++) {
 
        table << "x" << bv[i][0] + 1 << "\t" << bv[i][1] << "\t";
        for (j = 0; j < num_v * 2; j++)
            table << sv[i][j] << "\t";
        if (!plane_is_valid())
            table << th[i];
        table << "\n" << endl;
    }
    table << "f(x)\t" << func << "\t";
    for (i = 0; i < num_v * 2; i++)
        table << istr[i] << "\t";
    table << "\n";
    if (plane_is_valid()) {
        if (plane_is_valid() && function_is_undefined())
            table << "\nДанный план является оптимальным и не требует улучшения. Решение найдено." << endl;
        std::ofstream outfile("table.txt");
        outfile << table.str();
    }
    else {
        std::string ln_or_gn;
        if (way)
            ln_or_gn = "неположительные";
        else
            ln_or_gn = "положительные";
        std::stringstream num_of_plane;
        if (!it_num)
            num_of_plane << "Первый опорный план";
        else
            num_of_plane << it_num + 1 << "-й план также";
        table << "\n" << num_of_plane.str() << " не является оптимальным, поскольку\nв индексной строке присутствуют " << ln_or_gn << " элементы.\nErо необходимо улучшить.\n" << endl;
    }
 
}
 
int main()
{
    setlocale(LC_ALL, "Russian");
    simplex *ud = new simplex;
    ud->get_data_from_user();
    ud->init();
    ud->gen_plane();
    return 0;
}