matlab程序:给定一个邻接矩阵,从有向图中找出两个节点以上的有向环路并且随机删除一条,直到没有环路,然后输出邻接矩阵
时间: 2024-06-11 21:11:03 浏览: 158
假设以邻接矩阵作为图的存储结构,编写算法判别在给定的有向图中是否存在一个简单有向回路,若存在,则以顶点序列的方式输出该回路
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清除环路的算法:
1. 从邻接矩阵中选择任意一个顶点 v,标记为已访问。
2. 从 v 出发,沿着一条未访问的边走到下一个顶点 w。
3. 如果 w 已经被访问过,则说明存在一个环路,从 w 开始沿着环路返回 v,找到一条边(u,v)使得 u 在环路上。
4. 删除边(u,v),重新构造邻接矩阵。
5. 对于所有未访问的顶点,重复上述步骤。
以下是一个示例 MATLAB 代码:
% 给定邻接矩阵
adj_matrix = [0 1 0 0 0;
0 0 1 0 0;
1 0 0 1 1;
0 0 0 0 1;
0 0 1 0 0];
% 记录每个节点的访问状态
visited = zeros(1, size(adj_matrix, 1));
% 记录已经删除的边
deleted_edges = [];
% 重复直到没有环路
while ~isempty(find(visited == 0, 1))
% 选择一个未访问的节点
v = find(visited == 0, 1);
% 标记为已访问
visited(v) = 1;
% 深度优先搜索
[has_cycle, cycle_nodes] = dfs(v, [], adj_matrix);
% 如果存在环路
if has_cycle
% 找到一条边(u,v)使得 u 在环路上
for i = 1:length(cycle_nodes)-1
u = cycle_nodes(i);
v = cycle_nodes(i+1);
if adj_matrix(u, v) == 1
break;
end
end
% 删除边(u,v)
adj_matrix(u, v) = 0;
deleted_edges = [deleted_edges; [u v]];
% 重新标记所有节点为未访问
visited = zeros(1, size(adj_matrix, 1));
end
end
% 输出最终的邻接矩阵
disp('Final adjacency matrix:');
disp(adj_matrix);
% 输出已删除的边
disp('Deleted edges:');
disp(deleted_edges);
% 深度优先搜索函数
function [has_cycle, cycle_nodes] = dfs(v, visited, adj_matrix)
if nargin < 2
visited = [];
end
if isempty(visited)
visited = zeros(1, size(adj_matrix, 1));
end
visited(v) = 1;
has_cycle = 0;
cycle_nodes = [];
neighbors = find(adj_matrix(v, :) == 1);
for i = 1:length(neighbors)
w = neighbors(i);
if visited(w) == 0
[has_cycle, cycle_nodes] = dfs(w, visited, adj_matrix);
elseif visited(w) == 1
has_cycle = 1;
cycle_nodes = [cycle_nodes v w];
end
if has_cycle
if v == cycle_nodes(end)
cycle_nodes = [v cycle_nodes];
return;
else
cycle_nodes = [v cycle_nodes];
return;
end
end
end
end
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