warshall算法求传递闭包c++
时间: 2023-05-31 13:19:53 浏览: 180
### 回答1:
Warshall算法是一种求解传递闭包的经典算法,其基本思想是利用矩阵乘法的性质,通过多次迭代来计算出传递闭包。具体实现过程如下:
1. 定义一个二维数组trans,用于存储传递闭包的结果,初始化为邻接矩阵。
2. 对于每一个中间节点k,遍历所有的节点i和j,如果存在一条从i到j的路径经过k,则将trans[i][j]设为1。
3. 重复执行步骤2,直到所有的中间节点都被遍历过为止。
4. 最终得到的trans就是原图的传递闭包。
以下是C++代码实现:
void warshall(int n, int graph[][MAX])
{
int trans[MAX][MAX];
memcpy(trans, graph, sizeof(graph));
for (int k = 0; k < n; k++) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
trans[i][j] = trans[i][j] || (trans[i][k] && trans[k][j]);
}
}
}
memcpy(graph, trans, sizeof(trans));
}
其中,n表示节点数,graph是邻接矩阵。函数执行完毕后,graph中存储的就是传递闭包。
### 回答2:
Warshall算法是一种用于计算有向图的传递闭包的算法。该算法是以其发明者Floyd Warshall的名字命名的。
传递闭包表示所有可以从i到j到达的点对(i,j)。如果在图中有一条从i到j的路径,那么(i,j)就在传递闭包中。
Warshall算法使用二阶矩阵递推的方法进行计算。算法一开始会读入输入的图形,例如一个n x n的邻接矩阵A。接下来,算法会根据输入的图形逐步计算出所有的传递闭包中的点对。
算法的核心在于使用一个二阶矩阵B作为过渡矩阵。该矩阵最初等于邻接矩阵A。之后,算法会迭代修改过渡矩阵B中的元素,使其等于从一个点到另一个点的所有路径的逻辑和。
具体而言,在每个迭代步骤中,我们将过渡矩阵B中的每个元素(i,j)设为:
B[i][j] = B[i][j] || (B[i][k] && B[k][j])
在这里,k是i到j之间的任何一个点。这个式子的意义是,如果从i到k和从k到j都有路径,那么(i,j)在传递闭包中。
迭代继续进行,直到过渡矩阵B的所有元素不变为止。此时,B就包含了所有的传递闭包中的点对,即算法的输出结果。
总的来说,Warshall算法是一种高效的计算图形传递闭包的方法。在实际应用中,这个算法被广泛用于网络流量分析、软件工程等领域。
### 回答3:
Warshall算法是一种求解传递闭包的经典算法。它能在O(n^3)的时间复杂度内求得有向图的传递闭包,其中n是图中节点的个数。要求传递闭包,首先需要明确传递闭包的概念。在有向图G中,若存在一条从节点i到j的有向路径,则称节点i能够到达节点j。传递闭包是指,将所有能够从节点i到达的节点j都标记为可达,这样即得到所有可达性关系的矩阵C。下面具体介绍Warshall算法求传递闭包的步骤:
1.定义一个n*n的布尔型二维数组C,初始化为有向图中的关系矩阵。
2.依次考虑每个节点k,如果节点i可以经过节点k到达节点j,则将其可达性标记为true。
3.使用三重循环遍历关系矩阵,对于每个节点k,如果i到k和k到j都是可达的,则将i到j的可达性标记为true。
4.循环结束后,矩阵C即为有向图的传递闭包。
Warshall算法的核心是三重循环,时间复杂度为O(n^3)。其实现简单,但在大型图中效率不高,C矩阵的存储也需要较大内存空间。如果有向图中存在负环,则无法使用Warshall算法求传递闭包。对于稀疏图,还可以使用Floyd算法的优化版本来求解传递闭包,其时间复杂度为O(n^2.376)。在实际应用中,还有其他算法可用于求解传递闭包,如分治算法、逆序对算法等,根据具体场景选择最适合的算法。
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