作者mantour (朱子)
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标题Re: [问题] 小题目:各点之间的最小连结步数
时间Sat Nov 7 00:35:28 2009
这个问题是典型的dynamic programming的例子
基本上可以直接套用floyd最短路径演算法
就演算法的精神说明一下
一开始用一个矩阵D表示节点的相邻性
D(i,i) = 0
若vi,vj之间有连结,则D(i,j)=1
若没有连结
D(i,j) = Inf (Inf 为自设的常数,比任二点可能的最大步数大)
此时D(i,j)表示了vi,vj直接相连的步数
接着考虑从vi走到vj,中间可以经过v1的最少步数
如果经过v1的步数比本来直接走短,就把D(i,j)重设为新路径的步数
也就是说对所有的i,j
if( D(i,1)+D(1,j) .lt. D(i,j)) then
D(i,j) = D(i,1) + D(1,j)
end if
再来考虑vi,vj中间可经过v1,v2的最少步数
这里有一点tricky的地方是,我们不需要真的去算所有经过v1或v2的组合
只要分成二点来考虑就可以了的大小就可以了
1) 由vi到vj 可经可不经v1 但 不经v2 也不经过其他点 的最小步数
2) 由vi到vj 可经可不经v1 但 必须经过 v2 不经过其他点 的最小步数
只要比较这二个数值中比较小的就是由vi到vj 可经可不经v1,v2 的最少步数
其中 1)前面已经算过了,就是 目前的D(i,j)
而2)呢? 可以想一想,如果有一条最短的路线从 vi 经过 v2 到 vj
中间可经可不经v1 但不可经过其他点
则其中由vi到v2和由v2到vj这二段分别一定也是走可经可不经v1 而不经其他点的最短路径
也就是 2) = D(i,2) + D(2,j)
因此假如对所有i,j再进行一次重设
if( D(i,2)+D(2,j) .lt. D(i,j)) then
D(i,j) = D(i,2) + D(2,j)
end if
就得到任二点之间 可经可不经 v1,v2 ,但不经其他点的最短步数
重复这个动作
就可以得到任二点之间,可经可不经其他所有点 的最短步数
也就是我们要的答案
整个演算法写出来只需要三层回圈
do k=1,N
do j=1,N
do i=1,N
if (D(i,k)+D(k,j) .lt. D(i,j)) then
D(i,j) = D(i,k) + D(k,j)
end if
end do
end do
end do
时间复杂度为O(N^3)
其中由於连结没有方向性,因此D是对称的,实际上只需计算上三角的部份即可
所以还可以再修改节省一点时间
打了半天好像还是讲得不是很清楚
不过只要把演算法的名字丢到google应该就可以找到更详细的说明
希望对原PO有帮助
也希望我有写错的地方大家可以帮我指出来
※ 引述《yin0416 (冷色铅笔)》之铭言:
: 假设有N个点,每个点相互之间有些有连结,有些没有连结。
: 给你一个N乘N的矩阵,代表每个点相互之间连结的有或无。
: 请算出每个点与点之间的最小连结步数,
: 例如点1与点2有连结,点2与点3之间有连结,而点1与点3之间没有直接连结,
: 则点1与点3之间的最小连结步数即为2步。
: 老师并不要求我写出来,所以我不是为了应付作业而来发问的。
: 这个程式的结构我想了很久,但没有想出来。
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.213.158
1F:推 YCTzeng:写的很好,虽然我没用到,但又学到一招,感谢。 11/09 21:10
2F:推 yin0416:谢了!只要三个回圈!太帅了! 11/10 00:24
3F:推 yin0416:这个程式我已经会使用了,但我只约略看懂它的意思,请问~ 11/24 17:05
4F:→ yin0416:这个程式能记录最小路径所经过的所有「点」吗? 11/24 17:07
5F:推 yin0416:跟原PO说声抱歉,我上次丢水球很突兀,也很没礼貌! 11/30 10:16