最小路径覆盖

最小路径覆盖 


由于周五听了SKQ极为简练的“最小路径覆盖”问题,练了练手。

    什么叫最小路径覆盖?

    就是说,在当前的图上,找N条路径,让这N条路径覆盖图上所有的点,N的最小值就是我们要求的值。根据具体问题的不同,可分为一个顶点只能经过一次,和可以经过多次两类。

    最小路径覆盖的算法原理叙述如下:由于每条路径是一串点的序列,所以除了终点之外,每个点都有(不一定只有,这是我们等会要讨论的第二类问题。)一个后继,所以我们就用后继为关系建图,把每个点拆为起点和终点。终点放在二分图左侧,起点放在右侧,如果x-y有边,那么就在x的终点和y的起点间连边,求一遍匹配,没有被匹配到的点是干什么的?对,是路径的终点,因为只有路径的终点没有后继,所以没有被匹配的点,就是路径的条数。(左为原图,右为建好的二分图)

                        
     

  那一个点可以经过多次怎么办?如果一个点可以经过多次,Cjf神牛说了:“缩点!”(有图有真相)。缩点完了和上面的做法一样,至于缩点,Floyed。

   (两类问题对于这个图,将会得到不同的解)


转载自:http://blog.youkuaiyun.com/hqd_acm/article/details/5908134

最小路径覆盖是指在一个加权有向图中找到一条从源节点(起始点)到目标节点(结束点)的路径,该路径恰好经过图中的每一条边一次。在Python中,可以使用迪杰斯特拉算法(Dijkstra's Algorithm)或者贝尔曼-福特算法(Bellman-Ford Algorithm)作为基础,结合贪心策略来找出这样的路径。 这里是一个基本的使用迪杰斯特拉算法实现最小路径覆盖的例子: ```python from heapq import heappop, heappush def shortest_path_with_coverage(graph, start, end): INF = float('inf') # 定义无穷大 dists = {node: INF for node in graph} # 初始化距离字典 prev_nodes = {node: None for node in graph} # 初始化前驱节点字典 dists[start] = 0 # 设置起点的距离为0 queue = [(0, start)] # 使用堆来存储节点及其距离 while queue: curr_dist, curr_node = heappop(queue) # 取出距离最小的节点 # 如果已经访问过更短路径,则跳过当前节点 if dists[curr_node] < curr_dist: continue # 更新相邻节点的距离和前驱节点 for neighbor, weight in graph[curr_node].items(): new_dist = curr_dist + weight if new_dist < dists[neighbor]: dists[neighbor] = new_dist prev_nodes[neighbor] = curr_node heappush(queue, (new_dist, neighbor)) # 将更新后的节点加入堆 # 从终点开始构建路径 path = [] curr_node = end while curr_node is not None: path.append(curr_node) curr_node = prev_nodes[curr_node] path.reverse() # 路径需要从终点反向 return path, dists[end] # 返回路径和总距离 # 示例图,假设这是一个有向图 graph = { 'A': {'B': 1, 'C': 4}, 'B': {'A': 1, 'D': 5}, 'C': {'A': 4, 'D': 1}, 'D': {'B': 5, 'C': 1, 'E': 6}, 'E': {} } start = 'A' end = 'E' result = shortest_path_with_coverage(graph, start, end) path, total_cost = result print("最小路径覆盖:", path) print("总覆盖成本:", total_cost)
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