Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Кратчайший путь в ациклическом графе

1482 байта добавлено, 17:11, 14 декабря 2014
Нет описания правки
{{Определение|definition= '''Кратчайший путь''' из '''u''' в '''v''' – это такой путь из '''u '''в '''v''', что его суммарный вес входящих в него ребер минимален}}
==Решение==
Пусть <tex>d</tex> — функция, где <tex>d(i)</tex> — вес кратчайшего пути из <tex>u</tex> в <tex>i</tex>. Ясно, что <tex>d(u)</tex> равен <tex>0</tex>. Пусть <tex>w(i, j)</tex> - вес ребра из <tex>i</tex> в <tex>j</tex>. Будем обходить граф в порядке [[Использование_обхода_в_глубину_для_топологической_сортировки | топологической сортировки]]. Получаем следующие соотношения: <br />
: <tex> d(i) = \min\limits_{\mathop{j:j \rightsquigarrow i}} (d(j) + w(j, i)) </tex>
Так как мы обходим граф в порядке [[Использование_обхода_в_глубину_для_топологической_сортировки |топологической сортировки]], то на <tex>i</tex>-ом шаге всем <tex>d(j)</tex> (<tex>j</tex> такие, что существует ребро из <tex>j</tex> в <tex>i</tex>) уже присвоены оптимальные ответы, и, следовательно, <tex>d(i)</tex> также будет присвоен оптимальный ответ.
==Реализация==
Реализуем данный алгоритм:
<font color=green>//w {{--- матрицы как в описании, }} матрица смежности</font> <font color=green>//d {{- --}} массив как в описании, кратчайших расстояний</font> <font color=green>//p {{--- }} массив индексов вершин графа в порядке топологической сортировки, i, j - счетчики <br /> inputData() //считывание данных <br /font> '''for ''' i = 1 to .. n d[i] = '''infinity ''' d[u] = 0 <font color=green>// где u {{---}} начальная вершина</font><br /> p = topSort(w) <font color=green>//топологическая сортировка графа <br /> d[u] = 0 <br /font> '''for ''' i = 1 to .. n '''for ''' j: есть ребро из p[i] в j
d[j] = min(d[j], d[p[i]] + w[p[i]][j]) <br />
writeData(); // запись данных
==Пример==
[[Файл:Index1WayAcyclicGraph.jpgpng|thumb|right|180px500px|граф Граф из примера]]Пусть дан граф со следующими весами дана матрица смежности графа '''w''' со следующими весами ребер: <br />
{| class="wikitable" cellpadding="4" border="1" style="border-collapse: collapse;"
|-
Ответ равен 5.
==Альтернативный способ решения==Задачу так же можно решить [[Обход_в_ширину |поиском в ширину]]. Для этого будем поддерживать массив кратчайший расстояний от начальной до текущей вершины. Обходя граф, будем для каждой вершины обновлять ответы у ее сыновей как минимум из старого значения и пути, проходящего через текущую вершину. В силу особенности обхода графа, когда происходит обновление сыновей вершины, для нее самой уже найден оптимальный ответ. ==Смотри также==*[[Обход_в_ширину | Обход в ширину]]*[[Алгоритм_Флойда_—_Уоршалла |Алгоритм Флойда—Уоршалла]]*[[Алгоритм_Дейкстры |Алгоритм Дейкстры]]*[[Алгоритм_Форда-Беллмана |Алгоритм Форда-Беллмана]] ==Источникиинформации==
*[http://www.ics.uci.edu/~eppstein/161/960208.html Алгоритмы поиска кратчайшего пути в графе]
*[[Динамическое_программирование#.D0.9F.D1.80.D0.B8.D0.BD.D1.86.D0.B8.D0.BF_.D0.BE.D0.BF.D1.82.D0.B8.D0.BC.D0.B0.D0.BB.D1.8C.D0.BD.D0.BE.D1.81.D1.82.D0.B8_.D0.BD.D0.B0_.D0.BF.D1.80.D0.B5.D1.84.D0.B8.D0.BA.D1.81.D0.B5|Принцип оптимальности на префиксе]]
68
правок

Навигация