自由树(即无环连通图)T=(V, E)的直径是树中所有顶点之间最短路径的最大值,试设计一个算法求T的直径,并分析算法的时间复杂度。 【提示】 (1)可用邻接表作为存储结构; (2)引入一个辅助数组保存各顶点的度; (3)执行删除过程; (4)并修正各个顶点的度。

时间: 2024-12-20 22:18:38 浏览: 16
为了求解自由树(无环连通图)T=(V, E)的直径,我们可以使用中心结点法(Center Node Algorithm),该方法涉及以下步骤: 1. 首先,从任意一个顶点开始(例如,选择一个根节点),通过广度优先搜索(Breadth-First Search, BFS)找出一棵包含所有节点的最小生成树,这棵树的中心结点就是直径的一半。同时,在遍历过程中,记录每个节点到中心结点的距离,这就是它的高度。 2. 创建一个辅助数组`height[]`,初始化为-1,用于存储节点的高度。对于每个节点,将其高度设置为其到中心结点的步数。 3. 然后,我们遍历整个树,对于每个节点u,如果有某个子节点v的高度大于u的高度加上1,那么u就不是当前的直径最大节点,将u的高度更新为v的高度加1。这是因为直径是两个最远节点之间的距离,所以直径节点应该是那些能够连接两个高点的节点。 4. 最终,直径将是所有节点中高度最大的节点和中心节点之间的距离,等于`height[center_node] + max(height)`。 时间复杂度分析: - 使用BFS遍历整个树来寻找中心结点和计算高度,其时间复杂度为O(V+E),因为每个节点和每条边会被访问一次。 - 更新直径的过程需要再次遍历一次树,时间复杂度也是O(V),因为在树中查找高度最大的节点。 - 总体时间复杂度为O(V + E)。 算法伪代码: ```markdown - 初始化中心结点为中心节点,高度数组为-1 - 对于每个节点u: - 使用BFS计算u到中心结点的距离,并填充height数组 - 更新直径候选者(直径可能是u或更高位置的节点) - 返回直径 ```
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