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一、最小路径覆盖:

  给定有向图G=(V,E)。设P 是G 的一个简单路(顶点不相交、重复)的集合。如果V 中每个顶点恰好在P 的一条路上,则称P是G 的一个路径覆盖。P 中路径可以从V 的任何一个顶点开始,长度也是任意的,特别地,可以为0。G 的最小路径覆盖是G 的所含路径条数最少的路径覆盖。

 

  性质:最小路径覆盖=|G|-最大匹配数

 

  上述公式中最大匹配数是这样来的:

  对于G中每一个节点x,建立节点x1,x2。若x- >y存在边,则x1与y2之间连一条无向边,求这个二分图的最大匹配数即可。

 

证明如下:

  首先,若最大匹配数为0,则二分图中无边,也就是说有向图G中不存在边,那么

  显然:最小路径覆盖=|G|-最大匹配数=|G|-0=|G|。

  若此时增加一条匹配边x1--y2,则在有向图|G|中,x、y在同一条路径上,最小路径覆盖数减少一个。

  继续增加匹配边,每增加一条,最小路径覆盖数减少一个,则公式:最小路径覆盖=|G|-最大匹配数得证。

 

二、最小点覆盖

  点覆盖,在图论中点覆盖的概念定义如下:对于图G=(V,E)中的一个点覆盖是一个集合S⊆V使得每一条边至少有一个端点在S中。(摘自百度百科)

  最小点覆盖就是说,选择最少的点去覆盖图中所有的边,

  性质:最小点覆盖数 = 最大匹配数

  

证明:

    首先,我们要抓住二分图最大匹配后图的特点,此时,不存在增广路。如下图所示,该图为不完整的最大匹配后的二分图:

    

     红点为匹配点,蓝点为未匹配点。

     对于一个而言,他所连接的点有这三种情况:

     1、只连接了红点;

     2、只连接了蓝点;

     3、连接了红点和蓝点。

     在上面的图中,x与y是所连接的边是匹配边。x连接了红点和蓝点,这个时候,y所连接的点一定没有蓝点,如果有,就是一条新的增广路,那么该图就不是最大匹配图了。

     另一点更明显,就是在最大匹配图中 不会出现一条边同时连接着两个蓝点,因为两个连着两个蓝点的话这条边也是一个匹配。

     那么,对于一条而言,只有两种情况:

     1、两端的点是红点;

     2、两端的点一点是红色,一点是蓝色。

     可知,一条边上,一定有红点,那么,我们就选择红点作为覆盖点。

     对于上面的匹配边xy,我们无论是选择x还是y都可以覆盖xy这条边,但是对于图中的蓝点而言,只能选择x作为覆盖点去覆盖那条边,这样,我们就选择x作为覆盖点,它所覆盖的边中,既包括了与他相连的那些蓝点的边,也包括了xy这条匹配边。因为y点没有蓝色连接点,所以,y不是必须选择的覆盖点,它与那些红点相连的边都可以选择那些红点来覆盖边。所以,对于一条匹配边而言,我们只需要选择其中一个点就可以覆盖完整个二分图里的边了。

    所以最小覆盖点数等于最大匹配。  

 

三、最大独立点集

  最大独立点集就是在一个图中选一些点,使得他们两两间没有路径相连。

  性质:最大独立点集=|V|-最小顶点覆盖=|V|-最大匹配数

 

证明:

  这个搞清楚最小顶点覆盖之后就很好证明了。

  因为最小顶点覆盖是选择最少的一些点,使它们覆盖所有的边。那我们把这些选出来的点删去之后,图中就不存在边了,剩下的点就是最大独立点集了。

  比如还是这个图

   它的最小点覆盖集是左边那俩点,我们把左边这两个点删掉,图中就没有边了,右边这三个点就是独立的了。

 

 

 

好多东西啊,先不写了,碰到题再说。

转载于:https://www.cnblogs.com/lovewhy/p/8629052.html

内容概要:本文系统介绍了算术优化算法(AOA)的基本原理、核心思想及Python实现方法,并通过图像分割的实际案例展示了其应用价值。AOA是一种基于种群的元启发式算法,其核心思想来源于四则运算,利用乘除运算进行全局勘探,加减运算进行局部开发,通过数学优化器加速函数(MOA)和数学优化概率(MOP)动态控制搜索过程,在全局探索与局部开发之间实现平衡。文章详细解析了算法的初始化、勘探与开发阶段的更新策略,并提供了完整的Python代码实现,结合Rastrigin函数进行测试验证。进一步地,以Flask框架搭建前后端分离系统,将AOA应用于图像分割任务,展示了其在实际工程中的可行性与高效性。最后,通过收敛速度、寻优精度等指标评估算法性能,并提出自适应参数调整、模型优化和并行计算等改进策略。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识的高校学生、科研人员及工程技术人员,尤其适合从事人工智能、图像处理、智能优化等领域的从业者;; 使用场景及目标:①理解元启发式算法的计思想与实现机制;②掌握AOA在函数优化、图像分割等实际问题中的建模与求解方法;③学习如何将优化算法集成到Web系统中实现工程化应用;④为算法性能评估与改进提供实践参考; 阅读建议:建议读者结合代码逐行调试,深入理解算法流程中MOA与MOP的作用机制,尝试在不同测试函数上运行算法以观察性能差异,并可进一步扩展图像分割模块,引入更复杂的预处理或后处理技术以提升分割效果。
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