请应用分支界限算法解旅行商问题并给出解题步骤,地图为以下无向图:\n 边 \t距离\n ab \t2\n ac \t5\n ad \t7\n bc \t8\n bd \t3\n cd \t1\n
时间: 2023-11-14 18:07:54 浏览: 69
旅行商问题是一个经典的组合优化问题,它的目标是找到一条路径,使得旅行者可以从起点出发,经过所有给定的需求点,最后回到原点,并且路径长度最小。分支界限算法是解决该问题的一种有效方法。下面是解题步骤:
1.根据给定的地图,构建邻接矩阵a,其中a[i][j]表示节点i到节点j的距离,如果i和j之间没有边,则a[i][j]为无穷大。
2.初始化最小路径bestc为无穷大,当前路径cc为0,起点为节点1。
3.将起点1加入路径中,标记节点1已经被访问。
4.对于当前路径cc,计算下界bound。下界的计算方法是:对于当前路径上已经访问的节点i,找到距离i最近的未访问节点j,将i和j之间的距离加入下界中。如果当前路径上已经访问了所有节点,则将当前节点1和路径的最后一个节点k之间的距离加入下界中。如果下界大于等于bestc,则剪枝。
5.对于当前节点i,遍历所有未访问的节点j,如果i和j之间有边,则将j加入路径中,更新当前路径cc和下一个节点E,继续搜索。如果当前路径cc小于bestc,则更新bestc。
6.回溯到上一个节点,将节点j从路径中删除,标记节点j未被访问。
7.重复步骤5和6,直到所有路径都被搜索完毕。
根据给定的地图,可以得到以下解:
起点为节点1,路径为1-2-3-4-1,路径长度为13。
相关问题
请应用分支界限算法解旅行商问题并给出伪代码,地图为以下无向图:\n 边 \t距离\n ab \t2\n ac \t5\n ad \t7\n bc \t8\n bd \t3\n cd \t1\n
旅行商问题是指一个旅行商要拜访n个城市,每个城市只能拜访一次,最终回到起点城市,求解最短路径。分支界限算法是一种求解旅行商问题的有效方法。以下是伪代码:
1. 初始化:将起点城市加入当前路径,将其他城市标记为未访问。
2. 计算当前路径长度,如果当前路径长度已经大于等于当前最优解,则剪枝返回。
3. 如果所有城市都已经访问过,将当前路径长度与当前最优解比较,更新最优解。
4. 对于每个未访问的城市,计算加入该城市后的路径长度,并将该城市加入当前路径。
5. 递归调用步骤2-4,直到所有城市都被访问过。
6. 回溯,将当前路径中最后一个城市移除。
对于给出的无向图,可以使用邻接矩阵来表示边的距离。具体实现可以参考以下代码:
```
#define MAXN 10
#define INF 0x3f3f3f3f
int n, m;
int graph[MAXN][MAXN];
int visited[MAXN];
int path[MAXN];
int best_path[MAXN];
int best_length = INF;
void dfs(int cur, int length) {
if (length >= best_length) return; // 剪枝
if (cur == n) { // 所有城市都已经访问过
if (length + graph[path[n-1]][path[0]] < best_length) { // 更新最优解
best_length = length + graph[path[n-1]][path[0]];
for (int i = 0; i < n; i++) {
best_path[i] = path[i];
}
}
return;
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (!visited[i]) {
visited[i] = 1;
path[cur] = i;
dfs(cur+1, length+graph[path[cur-1]][i]);
visited[i] = 0;
}
}
}
int main() {
cin >> n >> m;
memset(graph, INF, sizeof(graph));
for (int i = 0; i < m; i++) {
char a, b;
int d;
cin >> a >> b >> d;
graph[a-'a'][b-'a'] = graph[b-'a'][a-'a'] = d;
}
visited[0] = 1;
path[0] = 0;
dfs(1, 0);
cout << "最短路径为:";
for (int i = 0; i < n; i++) {
cout << char(best_path[i]+'a') << " ";
}
cout << "长度为:" << best_length << endl;
return 0;
}
```
请以下面无向图为例告诉我分支界限算法解决旅行商问题的思路及步骤:\n 边 \t距离\n ab \t2\n ac \t5\n ad \t7\n bc \t8\n bd \t3\n cd \t1\n
旅行商问题是一个经典的组合优化问题,它可以描述为:一个商品推销员要去若干个城市推销商品,该推销员从一个城市出发,需要经过所有城市后,回到出发地。应如何选择行进路线,以使总的行程最短。分支界限算法是一种求解TSP问题的精确算法,其思路和步骤如下:
1. 首先,我们需要将问题转化为一个带权完全无向图,其中每个城市对应图中的一个顶点,每条边的权值表示两个城市之间的距离。
2. 接着,我们需要定义一个优先级函数,用于确定下一个扩展节点的顺序。在分支界限算法中,优先级函数通常是一个下界函数,用于估计当前节点的最小可能代价。在TSP问题中,我们可以使用lcost函数作为优先级函数,其中lcost表示从第一个城市到第s个城市的费用加上rcost,即走完回路的最小费用。其中,rcost是一个估计值,表示从当前节点到达最终解的最小可能代价。
3. 接下来,我们需要使用深度优先搜索算法对图进行遍历。在搜索过程中,我们需要维护一个当前路径的费用和,以及一个最优解的费用和。每当我们扩展一个新节点时,我们需要计算该节点的lcost值,并将其与当前最优解进行比较。如果该节点的lcost值大于当前最优解,则可以剪枝,不再继续搜索该节点的子树。否则,我们需要将该节点的所有子节点加入搜索队列,并更新当前路径的费用和。
4. 当搜索队列为空时,我们就找到了TSP问题的最优解。