最短Hamilton路径(upc 状压DP)

该博客介绍了如何解决一个寻找从0到n-1的最短Hamilton路径问题,其中n≤20。这个问题可以通过动态规划(DP)方法解决,利用0~((1<<n)-1)之间的数表示状态,避免了搜索剪枝。博主详细解释了DP状态转移的思路,并指出最终答案为dp[(1<<n)-1][n-1],表示所有点都访问过后的最短路径长度。

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题目描述

给定一张 n(n≤20) 个点的带权无向图,点从 0~n-1 标号,求起点 0 到终点 n-1 的最短Hamilton路径。 Hamilton路径的定义是从 0 到 n-1 不重不漏地经过每个点恰好一次。

 

输入

第一行一个整数n。
接下来n行每行n个整数,其中第i行第j个整数表示点i到j的距离(一个不超过10^7的正整数,记为a[i,j])。
对于任意的x,y,z,数据保证 a[x,x]=0,a[x,y]=a[y,x] 并且 a[x,y]+a[y,z]>=a[x,z]。

 

输出

一个整数,表示最短Hamilton路径的长度。

 

样例输入

4
0 2 1 3
2 0 2 1
1 2 0 1
3 1 1 0

 

样例输出

4

 

提示

从0到3的Hamilton路径有两条,0-1-2-3和0-2-1-3。前者的长度为2+2+1=5,后者的长度为1+2+1=4

       题目意思就像题目里面说的,需要找一条汉密尔顿路径,求汉密尔顿路径可以用搜索剪枝的方法求,每到一个点,就改变其他点的搜索状态,但是这个题可以不用搜索,可以采用DP的方法,我们看到最多有20个点,所以我们可以用0~((1<<n)-1)之间的数表示当前的状态有哪些点,每一位二进制位表示一个点的状态,然后再通过类似松弛的操作更新最短路径,最后的结果就是dp[(1<<n)-1][n-1], dp[i][j]表示的是在i状态下最后到达j点时的值。

#include<stdio.h>
#include<
哈密顿回路是一种经过图中每个节一次且仅一次的回路。哈密顿回路问题是一个NP完全问题,因此没有已知的多项式时间算法可以解决这个问题。不过,可以使用启发式算法来解决近似的问题。 下面是一个使用Java实现的近似算法: ```java import java.util.*; public class HamiltonianPath { private static int[][] graph; // 图 private static int[] path; // 存储路径 private static boolean[] visited; // 标记是否访问过 private static int n; // 节数 public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); n = sc.nextInt(); graph = new int[n][n]; path = new int[n]; visited = new boolean[n]; // 构建图 for(int i = 0; i < n; i++) { for(int j = 0; j < n; j++) { graph[i][j] = sc.nextInt(); } } // 从第一个节出发 path[0] = 0; visited[0] = true; if(findHamiltonianPath(1)) { // 打印路径 for(int i = 0; i < n; i++) { System.out.print(path[i] + " "); } } else { System.out.println("No Hamiltonian Path exists"); } } // 查找哈密顿路径 private static boolean findHamiltonianPath(int pos) { // 如果已经遍历完所有节 if(pos == n) { // 判断后一个节是否与第一个节相邻 if(graph[path[pos - 1]][path[0]] == 1) { return true; } else { return false; } } // 遍历其它节 for(int i = 1; i < n; i++) { if(isValid(i, pos)) { path[pos] = i; visited[i] = true; if(findHamiltonianPath(pos + 1)) { return true; } // 回溯 visited[i] = false; } } return false; } // 判断节是否可达 private static boolean isValid(int node, int pos) { // 如果节已经被访问过,返回false if(visited[node]) { return false; } // 如果前一个节与当前节不相邻,返回false if(graph[path[pos - 1]][node] == 0) { return false; } return true; } } ``` 在这个算法中,我们使用了回溯的方法来查找哈密顿路径。我们从第一个节开始,依次尝试访问其它节,直到找到一条哈密顿路径或者遍历完所有节。在查找过程中,我们使用visited数组来标记节是否已经被访问过,使用path数组来存储路径。isValid方法用来判断节是否可达。
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