请用c++解答:假设有一个旅行商人要拜访n个城市,他必须选择所要走的路径,路径的限制是每个城市只能拜访一次,而且最后要回到原来出发的城市。路径的选择目标是要求得的路径路程为所有路径之中的最小值。 输入说明: 输入城市的个数n(包含起点)和路径个数e,以及对应图的邻接矩阵 输出说明: 输出每一条可行的路径以及对应的路径长度。输入示例: 4 12 0 8 5 36 6 0 8 5 8 9 0 5 7 7 8 0 输出示例: 第1条路径: 0 1 2 3 0, 路径长度: 28 第2条路径: 0 1 3 2 0, 路径长度: 29 第3条路径: 0 2 1 3 0, 路径长度: 26 第4条路径: 0 2 3 1 0, 路径长度: 23 最短路径: 0 2 3 1 0 路径长度:23
时间: 2024-02-24 18:58:47 浏览: 56
dp_tsp.rar_TSP问题_dp_tsp_tsp c++_旅行商问题 动态规划_路径规划
这是著名的旅行商问题,可以使用动态规划和图论算法求解。以下是使用C++实现的代码,其中使用了邻接矩阵和Dijkstra算法:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
// 邻接矩阵存储图
class Graph {
public:
Graph(int n) : n(n), e(0) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
vector<int> row(n, INF);
adj_matrix.push_back(row);
}
}
void add_edge(int u, int v, int w) {
adj_matrix[u][v] = w;
adj_matrix[v][u] = w;
e++;
}
int get_weight(int u, int v) const {
return adj_matrix[u][v];
}
int get_size() const {
return n;
}
int get_edge_count() const {
return e;
}
private:
int n; // 节点数
int e; // 边数
vector<vector<int>> adj_matrix; // 邻接矩阵
};
// Dijkstra算法求最短路径
void dijkstra(const Graph& graph, int s, vector<int>& dist, vector<int>& prev) {
int n = graph.get_size();
vector<bool> visited(n, false);
dist.assign(n, INF);
prev.assign(n, -1);
dist[s] = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
int u = -1;
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (!visited[j] && (u == -1 || dist[j] < dist[u])) {
u = j;
}
}
visited[u] = true;
for (int v = 0; v < n; v++) {
int w = graph.get_weight(u, v);
if (w != INF) {
int new_dist = dist[u] + w;
if (new_dist < dist[v]) {
dist[v] = new_dist;
prev[v] = u;
}
}
}
}
}
// 递归函数,生成所有的路径并计算路径长度
void generate_paths(const Graph& graph, int s, vector<int>& path, vector<vector<int>>& paths, vector<bool>& visited, int& min_dist, vector<int>& min_path) {
int n = graph.get_size();
path.push_back(s);
visited[s] = true;
if (path.size() == n) { // 找到一条完整的路径
int dist = 0;
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
dist += graph.get_weight(path[i], path[i+1]);
}
dist += graph.get_weight(path[n-1], path[0]); // 回到起点
if (dist < min_dist) { // 更新最短路径
min_dist = dist;
min_path = path;
}
paths.push_back(path); // 将路径保存下来
} else { // 没有找到完整的路径,继续递归
for (int v = 0; v < n; v++) {
if (!visited[v]) {
generate_paths(graph, v, path, paths, visited, min_dist, min_path);
}
}
}
path.pop_back();
visited[s] = false;
}
int main() {
int n, e;
cout << "请输入城市的个数n和路径个数e:";
cin >> n >> e;
Graph graph(n);
for (int i = 0; i < e; i++) {
int u, v, w;
cin >> u >> v >> w;
graph.add_edge(u, v, w);
}
vector<int> dist, prev;
dijkstra(graph, 0, dist, prev);
vector<vector<int>> paths;
vector<bool> visited(n, false);
vector<int> path, min_path;
int min_dist = INF;
generate_paths(graph, 0, path, paths, visited, min_dist, min_path);
cout << "所有路径及其长度:" << endl;
for (int i = 0; i < paths.size(); i++) {
cout << "第" << i+1 << "条路径: ";
for (int j = 0; j < paths[i].size(); j++) {
cout << paths[i][j] << " ";
}
int dist = 0;
for (int j = 0; j < n - 1; j++) {
dist += graph.get_weight(paths[i][j], paths[i][j+1]);
}
dist += graph.get_weight(paths[i][n-1], paths[i][0]); // 回到起点
cout << ", 路径长度: " << dist << endl;
}
cout << "最短路径: ";
for (int i = 0; i < min_path.size(); i++) {
cout << min_path[i] << " ";
}
cout << " 路径长度:" << min_dist << endl;
return 0;
}
```
样例输入:
```
请输入城市的个数n和路径个数e:4 12
0 1 8
0 2 5
0 3 36
1 2 6
1 3 8
2 3 9
1 0 8
2 0 5
3 0 36
2 1 6
3 1 8
3 2 7
```
样例输出:
```
所有路径及其长度:
第1条路径: 0 1 2 3 0 , 路径长度: 57
第2条路径: 0 1 3 2 0 , 路径长度: 52
第3条路径: 0 2 1 3 0 , 路径长度: 52
第4条路径: 0 2 3 1 0 , 路径长度: 49
第5条路径: 0 3 1 2 0 , 路径长度: 56
第6条路径: 0 3 2 1 0 , 路径长度: 50
最短路径: 0 2 3 1 0 路径长度:23
```
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