一个汽油传送网络可由加权的有向无环图G表示。G中有一个称为原点的顶点S。从S出发,汽油被输送到图中的其他顶点。S的入度为0,每一条边上的权给出了它所连接的两点间的距离。通过网络输送汽油时,压力的损失是所走距离的函数。为了保证网络的正常运转,在网络传输中必须保证最小压力Pmin。为了维持这个最小压力,可将压力放大器放在网络中的一些或全部顶点。压力放大器可将压力恢复至最大可允许的量级Pmax。令d为汽油在压力由Pmax降为Pmin 时所走的距离。在设置信号放大器问题中,需要放置最少数量的放大器,以便在遇到一个放大器之前汽油所走的距离不超过d。用c++写一个回溯算法代码来求解该问题。
时间: 2024-03-01 13:52:21 浏览: 143
以下是使用回溯算法求解设置信号放大器问题的C++代码:
```c++
#include <iostream>
#include <vector>
#include <climits>
using namespace std;
struct Edge {
int to;
int weight;
Edge(int t, int w) : to(t), weight(w) {}
};
const int INF = INT_MAX;
vector<vector<Edge>> graph;
vector<int> amplifier;
int minAmplifier;
void dfs(int u, int minDist, int curDist) {
if (curDist > minDist) {
return;
}
if (u != 0 && amplifier[u] == 1) {
minDist = curDist + INF;
}
if (u == graph.size() - 1) {
minAmplifier = min(minAmplifier, (int)amplifier.size() - 2);
return;
}
for (auto& e : graph[u]) {
dfs(e.to, minDist, curDist + e.weight);
}
}
void backtrack(int u, int minDist, int curDist, int count) {
if (curDist > minDist) {
return;
}
if (u != 0 && amplifier[u] == 1) {
minDist = curDist + INF;
count++;
}
if (u == graph.size() - 1) {
minAmplifier = min(minAmplifier, count);
return;
}
for (auto& e : graph[u]) {
backtrack(e.to, minDist, curDist + e.weight, count);
}
}
int main() {
int n, m, pmin, pmax, d;
cin >> n >> m >> pmin >> pmax >> d;
graph.resize(n + 1);
amplifier.resize(n + 1, 0);
minAmplifier = n;
for (int i = 0; i < m; i++) {
int u, v, w;
cin >> u >> v >> w;
graph[u].push_back(Edge(v, w));
}
backtrack(0, pmin, 0, 0);
cout << minAmplifier << endl;
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们使用DFS和回溯算法实现了求解设置信号放大器问题。程序首先读入输入数据,包括节点数n、边数m、最小压力Pmin、最大压力Pmax和汽油降压距离d。然后,我们使用一个结构体Edge表示边,使用vector<vector<Edge>> graph表示有向无环图,其中graph[i]表示以节点i为起点的所有边。使用vector<int> amplifier表示当前已设置的放大器节点。最后,我们使用变量minAmplifier记录最小放大器数量。
在backtrack函数中,我们传入当前节点u、需要保证的最小压力minDist、当前路径长度curDist和已经设置的放大器数量count。在函数中,我们首先判断当前路径长度是否已经超过了需要保证的最小压力,如果是,直接返回。然后判断当前节点是否为放大器节点,如果是,更新需要保证的最小压力并增加放大器数量。如果当前节点为终点,更新最小放大器数量。最后,我们递归遍历当前节点的所有出边,继续向下搜索。
在main函数中,我们首先使用回溯算法求解最小放大器数量,然后输出结果。
需要注意的是,在本题中,回溯算法的复杂度为指数级别,如果图比较大,可能会超时或占用过多的内存。因此,我们可以考虑使用其他算法优化,如动态规划、最短路径算法等。
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