最小边覆盖&最小路径覆盖

本文详细介绍了最小路径覆盖的概念及其应用,特别关注于如何通过构造二分图来解决给定有向无环图的问题,以确定最少的人数来遍历所有顶点。同时,针对允许路径相交的情况,引入了Floyd算法求传递闭包的解决方案,并最终通过最大匹配来找到最优解。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

最小边覆盖:在一个二分图中,找出一些边,使这些边覆盖所有的顶点,且任何一个顶点有且只有一条边与之关联,这样的最小的边集合。

最小路径覆盖(不可相交):要求可以不是二分图,但是是有向无环图,将原图的点一分为二,连边构造二分图。答案为n-m,n是原图顶点数,m为构造图的二分图最大匹配。

最小路径覆盖(可相交):先用floyd求传递闭包,然后转化为不可相交路径覆盖。

证明:根据定义最小路径覆盖里要求同一个点只可以属于一条路径,即路径时不可以开叉的,如果在二分图里选两条有公共点的边那么反应在原图上就是路径有岔路了,所以二分图里选的边必须是无公共交点的,这就是转化到最大匹配了。


例题1:

http://acm.bnu.edu.cn/v3/contest_show.php?cid=7676#problem/B

给定一个有向无环图,有若干人可以沿着图中方向行进,起点任意,但每个点不能重复走,至少多少人可以将整个图顶点遍历。

直接拆点二分图


例题2:

http://acm.bnu.edu.cn/v3/problem_show.php?pid=2713

和例1相似,但是要求对于任意两个人,路径上是可以有重复的点的。

需要先floyd求闭包,然后再二分图求最大匹配。



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)
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值