مشکل بسته بندی سطل زباله

مانند مشکل چند کوله پشتی، مشکل بسته بندی سطل نیز شامل بسته بندی اقلام در سطل ها می شود. با این حال، مشکل بسته بندی سطل هدف متفاوتی دارد: یافتن کمترین سطل هایی که همه اقلام را در خود جای دهد.

موارد زیر تفاوت های بین این دو مشکل را خلاصه می کند:

• مشکل کوله پشتی چندگانه: زیرمجموعه ای از اقلام را در تعداد ثابتی از سطل ها با ظرفیت های متفاوت بسته بندی کنید تا ارزش کل اقلام بسته بندی شده حداکثر باشد.

• مشکل بسته بندی سطل زباله: با توجه به تعداد سطل های با ظرفیت مشترک که لازم است، کمترین سطل را پیدا کنید که همه اقلام را در خود جای دهد. در این مشکل، به آیتم ها مقادیری اختصاص داده نمی شود، زیرا هدف شامل ارزش نمی شود.

مثال بعدی نحوه حل مشکل بسته بندی سطل زباله را نشان می دهد.

مثال

در این مثال، اقلام با وزن های مختلف باید در مجموعه ای از سطل ها با ظرفیت مشترک بسته بندی شوند. با فرض وجود سطل های کافی برای نگهداری همه اقلام، مشکل این است که کمترین سطل را پیدا کنید که کافی باشد.

در بخش های زیر برنامه هایی ارائه می شود که این مشکل را حل می کنند. برای برنامه های کامل، برنامه های کامل را ببینید.

این مثال از Wrapper MPSolver استفاده می کند.

کتابخانه ها را وارد کنید

کد زیر کتابخانه های مورد نیاز را وارد می کند.

پایتون

from ortools.linear_solver import pywraplp

C++

#include <iostream>
#include <memory>
#include <numeric>
#include <ostream>
#include <vector>

#include "ortools/linear_solver/linear_expr.h"
#include "ortools/linear_solver/linear_solver.h"

جاوا

import com.google.ortools.Loader;
import com.google.ortools.linearsolver.MPConstraint;
import com.google.ortools.linearsolver.MPObjective;
import com.google.ortools.linearsolver.MPSolver;
import com.google.ortools.linearsolver.MPVariable;

سی شارپ

using System;
using Google.OrTools.LinearSolver;

داده ها را ایجاد کنید

کد زیر داده های مثال را ایجاد می کند.

پایتون

def create_data_model():
    """Create the data for the example."""
    data = {}
    weights = [48, 30, 19, 36, 36, 27, 42, 42, 36, 24, 30]
    data["weights"] = weights
    data["items"] = list(range(len(weights)))
    data["bins"] = data["items"]
    data["bin_capacity"] = 100
    return data

C++

struct DataModel {
  const std::vector<double> weights = {48, 30, 19, 36, 36, 27,
                                       42, 42, 36, 24, 30};
  const int num_items = weights.size();
  const int num_bins = weights.size();
  const int bin_capacity = 100;
};

جاوا

static class DataModel {
  public final double[] weights = {48, 30, 19, 36, 36, 27, 42, 42, 36, 24, 30};
  public final int numItems = weights.length;
  public final int numBins = weights.length;
  public final int binCapacity = 100;
}

سی شارپ

class DataModel
{
    public static double[] Weights = { 48, 30, 19, 36, 36, 27, 42, 42, 36, 24, 30 };
    public int NumItems = Weights.Length;
    public int NumBins = Weights.Length;
    public double BinCapacity = 100.0;
}

داده ها شامل موارد زیر است:

• weights : بردار حاوی وزن آیتم ها.
• bin_capacity : یک عدد واحد که ظرفیت سطل ها را نشان می دهد.

هیچ مقداری به آیتم ها اختصاص داده نشده است زیرا هدف به حداقل رساندن تعداد bin ها شامل ارزش نمی شود.

توجه داشته باشید که num_bins روی تعداد آیتم ها تنظیم شده است. این به این دلیل است که اگر مشکل راه حلی داشته باشد، وزن هر آیتم باید کمتر یا برابر با ظرفیت سطل باشد. در آن صورت، حداکثر تعداد سطل‌هایی که می‌توانید نیاز داشته باشید، تعداد اقلام است، زیرا همیشه می‌توانید هر مورد را در یک سطل جداگانه قرار دهید.

حل کننده را اعلام کنید

کد زیر حل کننده را اعلام می کند.

پایتون

  # Create the mip solver with the SCIP backend.
  solver = pywraplp.Solver.CreateSolver("SCIP")

  if not solver:
      return

C++

  // Create the mip solver with the SCIP backend.
  std::unique_ptr<MPSolver> solver(MPSolver::CreateSolver("SCIP"));
  if (!solver) {
    LOG(WARNING) << "SCIP solver unavailable.";
    return;
  }

جاوا

// Create the linear solver with the SCIP backend.
MPSolver solver = MPSolver.createSolver("SCIP");
if (solver == null) {
  System.out.println("Could not create solver SCIP");
  return;
}

سی شارپ

      // Create the linear solver with the SCIP backend.
      Solver solver = Solver.CreateSolver("SCIP");
      if (solver is null)
      {
          return;
      }

متغیرها را ایجاد کنید

کد زیر متغیرهای برنامه را ایجاد می کند.

پایتون

# Variables
# x[i, j] = 1 if item i is packed in bin j.
x = {}
for i in data["items"]:
    for j in data["bins"]:
        x[(i, j)] = solver.IntVar(0, 1, "x_%i_%i" % (i, j))

# y[j] = 1 if bin j is used.
y = {}
for j in data["bins"]:
    y[j] = solver.IntVar(0, 1, "y[%i]" % j)

C++

std::vector<std::vector<const MPVariable*>> x(
    data.num_items, std::vector<const MPVariable*>(data.num_bins));
for (int i = 0; i < data.num_items; ++i) {
  for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
    x[i][j] = solver->MakeIntVar(0.0, 1.0, "");
  }
}
// y[j] = 1 if bin j is used.
std::vector<const MPVariable*> y(data.num_bins);
for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
  y[j] = solver->MakeIntVar(0.0, 1.0, "");
}

جاوا

MPVariable[][] x = new MPVariable[data.numItems][data.numBins];
for (int i = 0; i < data.numItems; ++i) {
  for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
    x[i][j] = solver.makeIntVar(0, 1, "");
  }
}
MPVariable[] y = new MPVariable[data.numBins];
for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
  y[j] = solver.makeIntVar(0, 1, "");
}

سی شارپ

Variable[,] x = new Variable[data.NumItems, data.NumBins];
for (int i = 0; i < data.NumItems; i++)
{
    for (int j = 0; j < data.NumBins; j++)
    {
        x[i, j] = solver.MakeIntVar(0, 1, $"x_{i}_{j}");
    }
}
Variable[] y = new Variable[data.NumBins];
for (int j = 0; j < data.NumBins; j++)
{
    y[j] = solver.MakeIntVar(0, 1, $"y_{j}");
}

همانطور که در مثال کوله پشتی چندگانه، شما آرایه ای از متغیرهای x[(i, j)] را تعریف می کنید که اگر مورد i در bin j قرار گیرد مقدار آن 1 و در غیر این صورت 0 است.

برای بسته بندی bin، شما همچنین یک آرایه از متغیرها را تعریف می کنید، y[j] ، که در صورت استفاده از bin j ، مقدار آن 1 است - یعنی اگر مواردی در آن بسته بندی شده باشد - و در غیر این صورت 0 است. مجموع y[j] تعداد bin های استفاده شده خواهد بود.

محدودیت ها را تعریف کنید

کد زیر محدودیت های مشکل را تعریف می کند:

پایتون

# Constraints
# Each item must be in exactly one bin.
for i in data["items"]:
    solver.Add(sum(x[i, j] for j in data["bins"]) == 1)

# The amount packed in each bin cannot exceed its capacity.
for j in data["bins"]:
    solver.Add(
        sum(x[(i, j)] * data["weights"][i] for i in data["items"])
        <= y[j] * data["bin_capacity"]
    )

C++

// Create the constraints.
// Each item is in exactly one bin.
for (int i = 0; i < data.num_items; ++i) {
  LinearExpr sum;
  for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
    sum += x[i][j];
  }
  solver->MakeRowConstraint(sum == 1.0);
}
// For each bin that is used, the total packed weight can be at most
// the bin capacity.
for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
  LinearExpr weight;
  for (int i = 0; i < data.num_items; ++i) {
    weight += data.weights[i] * LinearExpr(x[i][j]);
  }
  solver->MakeRowConstraint(weight <= LinearExpr(y[j]) * data.bin_capacity);
}

جاوا

double infinity = java.lang.Double.POSITIVE_INFINITY;
for (int i = 0; i < data.numItems; ++i) {
  MPConstraint constraint = solver.makeConstraint(1, 1, "");
  for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
    constraint.setCoefficient(x[i][j], 1);
  }
}
// The bin capacity contraint for bin j is
//   sum_i w_i x_ij <= C*y_j
// To define this constraint, first subtract the left side from the right to get
//   0 <= C*y_j - sum_i w_i x_ij
//
// Note: Since sum_i w_i x_ij is positive (and y_j is 0 or 1), the right side must
// be less than or equal to C. But it's not necessary to add this constraint
// because it is forced by the other constraints.

for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
  MPConstraint constraint = solver.makeConstraint(0, infinity, "");
  constraint.setCoefficient(y[j], data.binCapacity);
  for (int i = 0; i < data.numItems; ++i) {
    constraint.setCoefficient(x[i][j], -data.weights[i]);
  }
}

سی شارپ

for (int i = 0; i < data.NumItems; ++i)
{
    Constraint constraint = solver.MakeConstraint(1, 1, "");
    for (int j = 0; j < data.NumBins; ++j)
    {
        constraint.SetCoefficient(x[i, j], 1);
    }
}

for (int j = 0; j < data.NumBins; ++j)
{
    Constraint constraint = solver.MakeConstraint(0, Double.PositiveInfinity, "");
    constraint.SetCoefficient(y[j], data.BinCapacity);
    for (int i = 0; i < data.NumItems; ++i)
    {
        constraint.SetCoefficient(x[i, j], -DataModel.Weights[i]);
    }
}

محدودیت ها به شرح زیر است:

• هر مورد باید دقیقاً در یک سطل قرار گیرد. این محدودیت با الزام این است که مجموع x[i][j] در تمام سطل‌های j برابر با 1 باشد. توجه داشته باشید که این با مسئله کوله پشتی چندگانه متفاوت است، که در آن مجموع فقط باید کمتر یا مساوی باشد. 1، زیرا همه اقلام نباید بسته بندی شوند.

• وزن کل بسته بندی شده در هر سطل نمی تواند از ظرفیت آن بیشتر باشد. این همان محدودیتی است که در مسئله کوله پشتی چندگانه وجود دارد، اما در این حالت شما ظرفیت bin در سمت راست نابرابری ها را در y[j] ضرب می کنید.

  چرا در y[j] ضرب کنیم؟ زیرا اگر هر موردی در bin j بسته بندی شود y[j] مجبور می کند برابر با 1 شود. این به این دلیل است که اگر y[j] 0 بود، سمت راست نابرابری 0 می شد، در حالی که وزن bin در سمت چپ بزرگتر از 0 بود که محدودیت را نقض می کند. این متغیرهای y[j] را به هدف مسئله متصل می‌کند، در حال حاضر حل‌کننده سعی می‌کند تعداد bin‌هایی را که y[j] برای آنها 1 است به حداقل برساند.

هدف را تعریف کنید

کد زیر تابع هدف را برای مشکل تعریف می کند.

پایتون

# Objective: minimize the number of bins used.
solver.Minimize(solver.Sum([y[j] for j in data["bins"]]))

C++

// Create the objective function.
MPObjective* const objective = solver->MutableObjective();
LinearExpr num_bins_used;
for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
  num_bins_used += y[j];
}
objective->MinimizeLinearExpr(num_bins_used);

جاوا

MPObjective objective = solver.objective();
for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
  objective.setCoefficient(y[j], 1);
}
objective.setMinimization();

سی شارپ

Objective objective = solver.Objective();
for (int j = 0; j < data.NumBins; ++j)
{
    objective.SetCoefficient(y[j], 1);
}
objective.SetMinimization();

از آنجایی که y[j] 1 است اگر bin j استفاده شود و 0 در غیر این صورت، مجموع y[j] تعداد bin های استفاده شده است. هدف این است که مجموع را به حداقل برسانیم.

با حل کننده تماس بگیرید و محلول را چاپ کنید

کد زیر حل کننده را فراخوانی می کند و راه حل را چاپ می کند.

پایتون

print(f"Solving with {solver.SolverVersion()}")
status = solver.Solve()
if status == pywraplp.Solver.OPTIMAL:
    num_bins = 0
    for j in data["bins"]:
        if y[j].solution_value() == 1:
            bin_items = []
            bin_weight = 0
            for i in data["items"]:
                if x[i, j].solution_value() > 0:
                    bin_items.append(i)
                    bin_weight += data["weights"][i]
            if bin_items:
                num_bins += 1
                print("Bin number", j)
                print("  Items packed:", bin_items)
                print("  Total weight:", bin_weight)
                print()
    print()
    print("Number of bins used:", num_bins)
    print("Time = ", solver.WallTime(), " milliseconds")
else:
    print("The problem does not have an optimal solution.")

C++

const MPSolver::ResultStatus result_status = solver->Solve();
// Check that the problem has an optimal solution.
if (result_status != MPSolver::OPTIMAL) {
  std::cerr << "The problem does not have an optimal solution!";
  return;
}
std::cout << "Number of bins used: " << objective->Value() << std::endl
          << std::endl;
double total_weight = 0;
for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
  if (y[j]->solution_value() == 1) {
    std::cout << "Bin " << j << std::endl << std::endl;
    double bin_weight = 0;
    for (int i = 0; i < data.num_items; ++i) {
      if (x[i][j]->solution_value() == 1) {
        std::cout << "Item " << i << " - Weight: " << data.weights[i]
                  << std::endl;
        bin_weight += data.weights[i];
      }
    }
    std::cout << "Packed bin weight: " << bin_weight << std::endl
              << std::endl;
    total_weight += bin_weight;
  }
}
std::cout << "Total packed weight: " << total_weight << std::endl;

جاوا

final MPSolver.ResultStatus resultStatus = solver.solve();
// Check that the problem has an optimal solution.
if (resultStatus == MPSolver.ResultStatus.OPTIMAL) {
  System.out.println("Number of bins used: " + objective.value());
  double totalWeight = 0;
  for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
    if (y[j].solutionValue() == 1) {
      System.out.println("\nBin " + j + "\n");
      double binWeight = 0;
      for (int i = 0; i < data.numItems; ++i) {
        if (x[i][j].solutionValue() == 1) {
          System.out.println("Item " + i + " - weight: " + data.weights[i]);
          binWeight += data.weights[i];
        }
      }
      System.out.println("Packed bin weight: " + binWeight);
      totalWeight += binWeight;
    }
  }
  System.out.println("\nTotal packed weight: " + totalWeight);
} else {
  System.err.println("The problem does not have an optimal solution.");
}

سی شارپ

Solver.ResultStatus resultStatus = solver.Solve();
// Check that the problem has an optimal solution.
if (resultStatus != Solver.ResultStatus.OPTIMAL)
{
    Console.WriteLine("The problem does not have an optimal solution!");
    return;
}
Console.WriteLine($"Number of bins used: {solver.Objective().Value()}");
double TotalWeight = 0.0;
for (int j = 0; j < data.NumBins; ++j)
{
    double BinWeight = 0.0;
    if (y[j].SolutionValue() == 1)
    {
        Console.WriteLine($"Bin {j}");
        for (int i = 0; i < data.NumItems; ++i)
        {
            if (x[i, j].SolutionValue() == 1)
            {
                Console.WriteLine($"Item {i} weight: {DataModel.Weights[i]}");
                BinWeight += DataModel.Weights[i];
            }
        }
        Console.WriteLine($"Packed bin weight: {BinWeight}");
        TotalWeight += BinWeight;
    }
}
Console.WriteLine($"Total packed weight: {TotalWeight}");

راه حل حداقل تعداد سطل های مورد نیاز برای بسته بندی همه اقلام را نشان می دهد. برای هر سطل استفاده شده، محلول اقلام بسته بندی شده در آن و وزن کل سطل را نشان می دهد.

خروجی برنامه

وقتی برنامه را اجرا می کنید، خروجی زیر را نمایش می دهد.

Bin number 0
  Items packed: [1, 5, 10]
  Total weight: 87

Bin number 1
  Items packed: [0, 6]
  Total weight: 90

Bin number 2
  Items packed: [2, 4, 7]
  Total weight: 97

Bin number 3
  Items packed: [3, 8, 9]
  Total weight: 96


Number of bins used: 4.0

برنامه های کامل

برنامه های کامل برای مشکل بسته بندی بن در زیر نشان داده شده است.

پایتون

from ortools.linear_solver import pywraplp


def create_data_model():
    """Create the data for the example."""
    data = {}
    weights = [48, 30, 19, 36, 36, 27, 42, 42, 36, 24, 30]
    data["weights"] = weights
    data["items"] = list(range(len(weights)))
    data["bins"] = data["items"]
    data["bin_capacity"] = 100
    return data



def main():
    data = create_data_model()

    # Create the mip solver with the SCIP backend.
    solver = pywraplp.Solver.CreateSolver("SCIP")

    if not solver:
        return

    # Variables
    # x[i, j] = 1 if item i is packed in bin j.
    x = {}
    for i in data["items"]:
        for j in data["bins"]:
            x[(i, j)] = solver.IntVar(0, 1, "x_%i_%i" % (i, j))

    # y[j] = 1 if bin j is used.
    y = {}
    for j in data["bins"]:
        y[j] = solver.IntVar(0, 1, "y[%i]" % j)

    # Constraints
    # Each item must be in exactly one bin.
    for i in data["items"]:
        solver.Add(sum(x[i, j] for j in data["bins"]) == 1)

    # The amount packed in each bin cannot exceed its capacity.
    for j in data["bins"]:
        solver.Add(
            sum(x[(i, j)] * data["weights"][i] for i in data["items"])
            <= y[j] * data["bin_capacity"]
        )

    # Objective: minimize the number of bins used.
    solver.Minimize(solver.Sum([y[j] for j in data["bins"]]))

    print(f"Solving with {solver.SolverVersion()}")
    status = solver.Solve()

    if status == pywraplp.Solver.OPTIMAL:
        num_bins = 0
        for j in data["bins"]:
            if y[j].solution_value() == 1:
                bin_items = []
                bin_weight = 0
                for i in data["items"]:
                    if x[i, j].solution_value() > 0:
                        bin_items.append(i)
                        bin_weight += data["weights"][i]
                if bin_items:
                    num_bins += 1
                    print("Bin number", j)
                    print("  Items packed:", bin_items)
                    print("  Total weight:", bin_weight)
                    print()
        print()
        print("Number of bins used:", num_bins)
        print("Time = ", solver.WallTime(), " milliseconds")
    else:
        print("The problem does not have an optimal solution.")


if __name__ == "__main__":
    main()
 

C++

#include <iostream>
#include <memory>
#include <numeric>
#include <ostream>
#include <vector>

#include "ortools/linear_solver/linear_expr.h"
#include "ortools/linear_solver/linear_solver.h"

namespace operations_research {
struct DataModel {
  const std::vector<double> weights = {48, 30, 19, 36, 36, 27,
                                       42, 42, 36, 24, 30};
  const int num_items = weights.size();
  const int num_bins = weights.size();
  const int bin_capacity = 100;
};

void BinPackingMip() {
  DataModel data;

  // Create the mip solver with the SCIP backend.
  std::unique_ptr<MPSolver> solver(MPSolver::CreateSolver("SCIP"));
  if (!solver) {
    LOG(WARNING) << "SCIP solver unavailable.";
    return;
  }

  std::vector<std::vector<const MPVariable*>> x(
      data.num_items, std::vector<const MPVariable*>(data.num_bins));
  for (int i = 0; i < data.num_items; ++i) {
    for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
      x[i][j] = solver->MakeIntVar(0.0, 1.0, "");
    }
  }
  // y[j] = 1 if bin j is used.
  std::vector<const MPVariable*> y(data.num_bins);
  for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
    y[j] = solver->MakeIntVar(0.0, 1.0, "");
  }

  // Create the constraints.
  // Each item is in exactly one bin.
  for (int i = 0; i < data.num_items; ++i) {
    LinearExpr sum;
    for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
      sum += x[i][j];
    }
    solver->MakeRowConstraint(sum == 1.0);
  }
  // For each bin that is used, the total packed weight can be at most
  // the bin capacity.
  for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
    LinearExpr weight;
    for (int i = 0; i < data.num_items; ++i) {
      weight += data.weights[i] * LinearExpr(x[i][j]);
    }
    solver->MakeRowConstraint(weight <= LinearExpr(y[j]) * data.bin_capacity);
  }

  // Create the objective function.
  MPObjective* const objective = solver->MutableObjective();
  LinearExpr num_bins_used;
  for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
    num_bins_used += y[j];
  }
  objective->MinimizeLinearExpr(num_bins_used);

  const MPSolver::ResultStatus result_status = solver->Solve();

  // Check that the problem has an optimal solution.
  if (result_status != MPSolver::OPTIMAL) {
    std::cerr << "The problem does not have an optimal solution!";
    return;
  }
  std::cout << "Number of bins used: " << objective->Value() << std::endl
            << std::endl;
  double total_weight = 0;
  for (int j = 0; j < data.num_bins; ++j) {
    if (y[j]->solution_value() == 1) {
      std::cout << "Bin " << j << std::endl << std::endl;
      double bin_weight = 0;
      for (int i = 0; i < data.num_items; ++i) {
        if (x[i][j]->solution_value() == 1) {
          std::cout << "Item " << i << " - Weight: " << data.weights[i]
                    << std::endl;
          bin_weight += data.weights[i];
        }
      }
      std::cout << "Packed bin weight: " << bin_weight << std::endl
                << std::endl;
      total_weight += bin_weight;
    }
  }
  std::cout << "Total packed weight: " << total_weight << std::endl;
}
}  // namespace operations_research

int main(int argc, char** argv) {
  operations_research::BinPackingMip();
  return EXIT_SUCCESS;
}

جاوا

package com.google.ortools.linearsolver.samples;
import com.google.ortools.Loader;
import com.google.ortools.linearsolver.MPConstraint;
import com.google.ortools.linearsolver.MPObjective;
import com.google.ortools.linearsolver.MPSolver;
import com.google.ortools.linearsolver.MPVariable;

/** Bin packing problem. */
public class BinPackingMip {
  static class DataModel {
    public final double[] weights = {48, 30, 19, 36, 36, 27, 42, 42, 36, 24, 30};
    public final int numItems = weights.length;
    public final int numBins = weights.length;
    public final int binCapacity = 100;
  }

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    Loader.loadNativeLibraries();
    final DataModel data = new DataModel();

    // Create the linear solver with the SCIP backend.
    MPSolver solver = MPSolver.createSolver("SCIP");
    if (solver == null) {
      System.out.println("Could not create solver SCIP");
      return;
    }

    MPVariable[][] x = new MPVariable[data.numItems][data.numBins];
    for (int i = 0; i < data.numItems; ++i) {
      for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
        x[i][j] = solver.makeIntVar(0, 1, "");
      }
    }
    MPVariable[] y = new MPVariable[data.numBins];
    for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
      y[j] = solver.makeIntVar(0, 1, "");
    }

    double infinity = java.lang.Double.POSITIVE_INFINITY;
    for (int i = 0; i < data.numItems; ++i) {
      MPConstraint constraint = solver.makeConstraint(1, 1, "");
      for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
        constraint.setCoefficient(x[i][j], 1);
      }
    }
    // The bin capacity contraint for bin j is
    //   sum_i w_i x_ij <= C*y_j
    // To define this constraint, first subtract the left side from the right to get
    //   0 <= C*y_j - sum_i w_i x_ij
    //
    // Note: Since sum_i w_i x_ij is positive (and y_j is 0 or 1), the right side must
    // be less than or equal to C. But it's not necessary to add this constraint
    // because it is forced by the other constraints.

    for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
      MPConstraint constraint = solver.makeConstraint(0, infinity, "");
      constraint.setCoefficient(y[j], data.binCapacity);
      for (int i = 0; i < data.numItems; ++i) {
        constraint.setCoefficient(x[i][j], -data.weights[i]);
      }
    }

    MPObjective objective = solver.objective();
    for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
      objective.setCoefficient(y[j], 1);
    }
    objective.setMinimization();

    final MPSolver.ResultStatus resultStatus = solver.solve();

    // Check that the problem has an optimal solution.
    if (resultStatus == MPSolver.ResultStatus.OPTIMAL) {
      System.out.println("Number of bins used: " + objective.value());
      double totalWeight = 0;
      for (int j = 0; j < data.numBins; ++j) {
        if (y[j].solutionValue() == 1) {
          System.out.println("\nBin " + j + "\n");
          double binWeight = 0;
          for (int i = 0; i < data.numItems; ++i) {
            if (x[i][j].solutionValue() == 1) {
              System.out.println("Item " + i + " - weight: " + data.weights[i]);
              binWeight += data.weights[i];
            }
          }
          System.out.println("Packed bin weight: " + binWeight);
          totalWeight += binWeight;
        }
      }
      System.out.println("\nTotal packed weight: " + totalWeight);
    } else {
      System.err.println("The problem does not have an optimal solution.");
    }
  }
  private BinPackingMip() {}
}

سی شارپ

using System;
using Google.OrTools.LinearSolver;

public class BinPackingMip
{
    class DataModel
    {
        public static double[] Weights = { 48, 30, 19, 36, 36, 27, 42, 42, 36, 24, 30 };
        public int NumItems = Weights.Length;
        public int NumBins = Weights.Length;
        public double BinCapacity = 100.0;
    }
    public static void Main()
    {
        DataModel data = new DataModel();

        // Create the linear solver with the SCIP backend.
        Solver solver = Solver.CreateSolver("SCIP");
        if (solver is null)
        {
            return;
        }

        Variable[,] x = new Variable[data.NumItems, data.NumBins];
        for (int i = 0; i < data.NumItems; i++)
        {
            for (int j = 0; j < data.NumBins; j++)
            {
                x[i, j] = solver.MakeIntVar(0, 1, $"x_{i}_{j}");
            }
        }
        Variable[] y = new Variable[data.NumBins];
        for (int j = 0; j < data.NumBins; j++)
        {
            y[j] = solver.MakeIntVar(0, 1, $"y_{j}");
        }

        for (int i = 0; i < data.NumItems; ++i)
        {
            Constraint constraint = solver.MakeConstraint(1, 1, "");
            for (int j = 0; j < data.NumBins; ++j)
            {
                constraint.SetCoefficient(x[i, j], 1);
            }
        }

        for (int j = 0; j < data.NumBins; ++j)
        {
            Constraint constraint = solver.MakeConstraint(0, Double.PositiveInfinity, "");
            constraint.SetCoefficient(y[j], data.BinCapacity);
            for (int i = 0; i < data.NumItems; ++i)
            {
                constraint.SetCoefficient(x[i, j], -DataModel.Weights[i]);
            }
        }

        Objective objective = solver.Objective();
        for (int j = 0; j < data.NumBins; ++j)
        {
            objective.SetCoefficient(y[j], 1);
        }
        objective.SetMinimization();

        Solver.ResultStatus resultStatus = solver.Solve();

        // Check that the problem has an optimal solution.
        if (resultStatus != Solver.ResultStatus.OPTIMAL)
        {
            Console.WriteLine("The problem does not have an optimal solution!");
            return;
        }
        Console.WriteLine($"Number of bins used: {solver.Objective().Value()}");
        double TotalWeight = 0.0;
        for (int j = 0; j < data.NumBins; ++j)
        {
            double BinWeight = 0.0;
            if (y[j].SolutionValue() == 1)
            {
                Console.WriteLine($"Bin {j}");
                for (int i = 0; i < data.NumItems; ++i)
                {
                    if (x[i, j].SolutionValue() == 1)
                    {
                        Console.WriteLine($"Item {i} weight: {DataModel.Weights[i]}");
                        BinWeight += DataModel.Weights[i];
                    }
                }
                Console.WriteLine($"Packed bin weight: {BinWeight}");
                TotalWeight += BinWeight;
            }
        }
        Console.WriteLine($"Total packed weight: {TotalWeight}");
    }
}