生成一百个节点的随机连通图,用landmark算法进行最优路径寻优。输入为两个点k1,k2;输出为k1到k2的最优路径所有经过的点集s;使用python语言编写程序
时间: 2024-02-03 08:15:51 浏览: 108
以下是一个示例代码,实现了生成100个节点的随机连通图,并使用landmark算法进行最优路径寻优,输出k1到k2的最优路径经过的点集s。
```python
import random
import numpy as np
from scipy.sparse import csr_matrix, lil_matrix
from scipy.sparse.csgraph import shortest_path, dijkstra
# 生成100个节点的随机连通图
num_nodes = 100
graph = lil_matrix((num_nodes, num_nodes))
for i in range(num_nodes):
for j in range(i+1, num_nodes):
if random.random() < 0.2: # 以0.2的概率随机连接两个节点
graph[i, j] = graph[j, i] = random.randint(1, 10) # 随机生成边的权重
# 使用landmark算法进行最优路径寻优
num_landmarks = 10
landmarks = random.sample(range(num_nodes), num_landmarks) # 随机选择10个节点作为landmarks
distances, predecessors = shortest_path(csgraph=graph, method='FW', indices=landmarks, return_predecessors=True)
# 输入两个点k1和k2
k1, k2 = random.sample(range(num_nodes), 2)
# 输出k1到k2的最优路径所有经过的点集s
s = []
if predecessors[landmarks.index(k1)][landmarks.index(k2)] == -9999: # 如果k1和k2不连通
print("k1和k2不连通")
else:
next_node = k2
while next_node != k1:
s.append(next_node)
next_node = predecessors[landmarks.index(k1)][landmarks.index(next_node)]
s.append(k1)
s.reverse()
print("k1到k2的最优路径经过的点集s为:", s)
```
需要注意的是,由于本代码中使用了Floyd-Warshall算法求解所有pairs之间的最短路径,时间复杂度为$O(n^3)$,在节点数较多时可能会比较耗时。可以尝试使用其他算法(如Dijkstra算法)进行优化。
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