作者yin0416 (冷色铅笔)
看板Fortran
标题Re: [问题] 小题目:各点之间的最小连结步数
时间Tue Dec 8 11:43:34 2009
首先非常感谢mantour大大的解释:
另外在此郑重的向mantour道个歉,当天投水球问问题时,
我的行为显得突兀冒失......
希望mantour大人大量不予计较。
最後提出我对这个演算法的发现与疑问,
当i,j,k任两个为相同时,其路径长 D(i,j) 不会产生任何改变,
所以可以跳过这些情况,不必去考虑!
虽然我现下了解这个演算法中,每个回圈的作用为何,
但我很疑惑的是,为什麽最外层K的顺序不影响最後之结果?
这演算法其先运算的结果可能会在後运算时再次的被拿来运用。
例如,依回圈顺序 (a).k=3,j=2,i=5的执行顺序是在 (b).k=4,j=2,i=3之前,
假设(b)的情况是V3与V2之间可以透过V4来减少距离,
即 V3-><-V2 = inf 可由 V3-->V4-->V2 = 2 来取代。
但若(a)的情况是V5与V2之间无法透过V3来减少距离,且V5与V2之间无直接连结,
即 V5-><-V2 =inf 且(b)的情况仍未执行,所以 V3-><-V2 = inf ,
在这样的情形下,我们得到 V5-->V3-><-V2 = inf ,
而非真实情况下的 V5-->V3-->V4-->V2 = 3 。
以上是我自以为合理的推演,看起来最外层K的执行顺序会影响到最终的执行结果,
但我实际上操作的结果却没有这样的发现,这中间是否还有什麽我没弄懂的地方,
希望了解的大大可以为在下指点迷津!
谢谢各位!
※ 引述《mantour (朱子)》之铭言:
: 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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※ 编辑: yin0416 来自: 140.128.128.158 (12/08 11:45)
1F:推 mantour:考虑执行到 (c) k=4,j=2,i=5 时会发生什麽事? 12/08 14:23
2F:→ mantour:另外这个方法叫做动态规划而不是递回 12/08 14:24
抱歉,原来我误解了,已去掉那一句了!
3F:→ mantour:建议写个程式把k=1~n的执行结果印出来研究研究 12/08 14:27
现在我正在人工观察中,谢谢建议!
※ 编辑: yin0416 来自: 140.128.128.158 (12/08 15:13)