对于给定起点和终点的带权图,规定最短路径条数必须小于n,如何用01规划建模?
时间: 2024-03-18 19:44:39 浏览: 22
要用01规划建模解决这个问题,可以按照以下步骤进行:
1. 定义决策变量:对于每条边,定义一个0-1变量$x_{ij}$,表示是否选择这条边。
2. 定义目标函数:由于要求最短路径条数必须小于n,因此可以将目标函数设置为$\sum_{i,j}x_{ij}$,即所选路径条数的总和。
3. 添加约束条件:
- 起点和终点的入度和出度必须相等:$\sum_{i}x_{ij}=\sum_{i}x_{ji}$,其中$i$表示图中的节点,$j$表示以节点$j$为终点的边。
- 每个节点的入度和出度之差必须为0:$\sum_{i}x_{ij}-\sum_{i}x_{ji}=0$,其中$i$表示图中的节点,$j$表示以节点$j$为中间点的边。
- 对于所有不包含起点和终点的节点$k$,其入度和出度之差必须为0:$\sum_{i}x_{ik}-\sum_{i}x_{ki}=0$,其中$i$表示图中的节点。
- 对于所有包含起点和终点的节点$k$,其入度和出度之差必须为1:$\sum_{i}x_{ik}-\sum_{i}x_{ki}=1$,其中$i$表示图中的节点。
4. 将所有变量限制为0或1:$x_{ij}\in\{0,1\}$。
通过这样的建模方式,可以使用0-1规划求解器求解,得到满足约束条件的最短路径条数小于n的最优解。
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用C语言对于一个给定的多段图,用动态规划法求起点到终点的最短路径
首先需要明确一下,动态规划是一种解决最优化问题的算法思想,其通常包括三个要素:状态定义、状态转移方程以及边界条件。而对于一个给定的多段图,最短路径问题可以通过动态规划来解决。
具体步骤如下:
1. 定义状态:设f[i]表示从起点到第i个点的最短路径长度。
2. 确定状态转移方程:对于任意一个点j,如果j在第k段,则有f[j] = min{f[i]+w(i,j)}(i∈k)。其中w(i,j)表示从点i到点j的边的权值。
3. 确定边界条件:f[起点] = 0,因为起点到起点的距离为0。
4. 按照拓扑排序的顺序,依次计算f[i]的值。
最终,f[终点]的值即为起点到终点的最短路径长度。
下面是一个简单的C语言实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAXN 1000
#define INF 0x3f3f3f3f
int g[MAXN][MAXN]; // 存储图的邻接矩阵
int f[MAXN]; // 存储从起点到每个点的最短路径长度
int n, m; // n表示点数,m表示边数
void dp() {
memset(f, INF, sizeof(f)); // 初始化f数组为INF
f[1] = 0; // 起点到起点的距离为0
for (int i = 2; i <= n; ++i) {
for (int j = 1; j < i; ++j) {
if (g[j][i] != INF) { // 如果存在一条从j到i的边
f[i] = f[i] < f[j] + g[j][i] ? f[i] : f[j] + g[j][i];
}
}
}
}
int main() {
scanf("%d%d", &n, &m);
memset(g, INF, sizeof(g)); // 初始化邻接矩阵为INF
for (int i = 1; i <= m; ++i) {
int u, v, w;
scanf("%d%d%d", &u, &v, &w);
g[u][v] = w; // 存储从u到v的边的权值
}
dp(); // 求解最短路径
printf("%d\n", f[n]); // 输出起点到终点的最短路径长度
return 0;
}
```
注意:该实现仅适用于无向无环图,如果图中存在环,则需要进行拓扑排序。同时,如果图中存在负权边,则需要使用贝尔曼-福德算法或SPFA算法来求解。