用matlab写一段代码解决以下问题由于每条道路维修都需要成本,因此站在道路维修公司角度出发,希望维修的成本尽量低。假定问题1中得到的医疗点不变,应该维修哪些道路,使得维修成本最低。给出维修道路的总长度S2,并作出图形。同时根据维修的道路,计算各村庄到医疗点的总距离S1。
时间: 2024-05-16 09:14:27 浏览: 35
为了解决这个问题,我们可以使用最小生成树算法,例如 Prim 算法或 Kruskal 算法。
以下是使用 Kruskal 算法的 MATLAB 代码:
```
% 输入数据
n = 10; % 村庄数量
m = 25; % 道路数量
edges = [1 2 5; 1 3 7; 1 4 6; 1 6 9; 1 7 8; 2 3 4; 2 5 3; 2 6 8; 2 9 10; 3 4 3; 3 5 6; 3 7 4; 3 8 5; 4 5 7; 4 8 9; 5 6 5; 5 9 8; 5 10 6; 6 7 2; 6 10 3; 7 8 4; 7 10 5; 8 10 8; 9 10 6]; % 道路连接关系和成本
% Kruskal 算法
edges = sortrows(edges, 3); % 按成本从小到大排序
tree = zeros(n-1, 2); % 存储生成树的边
tree_size = 0; % 当前生成树大小
tree_cost = 0; % 当前生成树成本
disjoint_set = DisjointSet(n); % 并查集,初始每个点都是独立的
for i = 1:m
u = edges(i, 1);
v = edges(i, 2);
if disjoint_set.Find(u) ~= disjoint_set.Find(v) % 如果 u 和 v 不在同一个连通块中
tree_size = tree_size + 1;
tree(tree_size, :) = [u v];
tree_cost = tree_cost + edges(i, 3);
disjoint_set.Union(u, v);
end
if tree_size == n-1 % 如果生成树已经包含 n-1 条边
break;
end
end
% 输出结果
disp(['维修道路的总长度S2为:', num2str(tree_cost)]);
hold on;
for i = 1:tree_size
u = tree(i, 1);
v = tree(i, 2);
plot([x(u) x(v)], [y(u) y(v)], 'r');
end
scatter(x, y, 'filled');
title('最小生成树');
```
其中 `DisjointSet` 是一个自定义的并查集类,用于维护点之间的连通关系。`x` 和 `y` 分别是每个村庄的横纵坐标。
我们还需要计算各个村庄到医疗点的总距离 S1。由于题目中没有给出医疗点的坐标,我们可以假设它是村庄 1。计算 S1 的代码如下:
```
S1 = 0;
for i = 2:n
u = i;
v = 1;
while u ~= v % 找到 u 和 v 的最近公共祖先
if depth(u) > depth(v)
u = parent(u);
else
v = parent(v);
end
end
S1 = S1 + distance(i) + distance(1) - 2 * distance(u); % 计算距离
end
disp(['各村庄到医疗点的总距离S1为:', num2str(S1)]);
```
其中 `depth`、`parent` 和 `distance` 分别是每个点的深度、父节点和到根节点的距离,可以使用树的遍历算法计算。
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