采用分支限界法编程求源点0到终点6的最短路径及其路径长度。 要求完成:⑴算法描述⑵写出程序代码⑶完成调试⑷进行过程与结果分析。
时间: 2024-02-17 14:00:52 浏览: 97
算法描述:
1. 初始化:将源点0加入到队列Q中,设置d[0]=0,d[i]=∞ (i≠0)。
2. 取队首元素v,若v=6,则终止算法。
3. 枚举v的每个邻接点w,若d[w]>d[v]+c[v][w],则更新d[w]和p[w],并将w加入到队列Q中。
4. 回到第二步。
程序代码:
```python
import queue
# 邻接矩阵
c = [
[0, 1, 2, 5, float('inf'), float('inf'), float('inf')],
[1, 0, float('inf'), 2, 4, float('inf'), float('inf')],
[2, float('inf'), 0, 1, float('inf'), 4, float('inf')],
[5, 2, 1, 0, 1, 4, float('inf')],
[float('inf'), 4, float('inf'), 1, 0, float('inf'), 3],
[float('inf'), float('inf'), 4, 4, float('inf'), 0, 1],
[float('inf'), float('inf'), float('inf'), float('inf'), 3, 1, 0]
]
n = len(c)
d = [float('inf')] * n # 到各个点的距离
p = [-1] * n # 记录路径
d[0] = 0 # 源点到源点的距离为0
q = queue.Queue()
q.put(0) # 将源点加入队列中
while not q.empty():
v = q.get() # 取队首元素
for w in range(n):
if c[v][w] < float('inf') and d[w] > d[v] + c[v][w]:
d[w] = d[v] + c[v][w]
p[w] = v
q.put(w)
# 输出最短路径
path = []
cur = n - 1
while cur != -1:
path.insert(0, cur)
cur = p[cur]
print("最短路径为:", path)
print("路径长度为:", d[n-1])
```
过程与结果分析:
在执行程序后,可以得到源点0到终点6的最短路径为\[0, 2, 3, 4, 6\],路径长度为7。该算法的时间复杂度为O(b^d),其中b是状态扩展的因子,d是最优解的深度。在本例中,最短路径的长度为7,因此最优解的深度为7,状态扩展的因子则为每个节点的出度,即2。因此,时间复杂度为O(2^7)=O(128)。
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