已知邻接矩阵,画出连通图,并求从起点到终点的所有连通路径,画出路径图
时间: 2023-08-28 13:05:29 浏览: 95
很抱歉,作为一个语言模型,我没有绘图的能力。但是我可以告诉你如何求解从起点到终点的所有连通路径。
首先,我们可以使用深度优先搜索(DFS)或广度优先搜索(BFS)算法来遍历这个连通图。假设起点为节点 A,终点为节点 B,我们可以从节点 A 开始进行搜索,直到找到节点 B 或者搜索完整个图。
在搜索的过程中,我们需要维护一个路径列表,表示从起点到当前节点的路径。如果当前节点是终点 B,则将该路径添加到结果列表中。否则,我们需要继续搜索当前节点的所有邻居节点,并将当前节点添加到路径列表中,递归搜索邻居节点。
具体实现可以使用递归或者栈来实现深度优先搜索,使用队列来实现广度优先搜索。搜索完成后,我们可以得到从起点到终点的所有连通路径。
路径图可以使用类似于地图的方式来表示,其中每个节点表示一个路径上的顶点,边表示路径上的连通关系。例如,如果从节点 A 到节点 B 有两条路径 A->C->D->B 和 A->B,则路径图可以表示为一个有向图,其中节点 A 和 B 之间有两条边,节点 A 和 C 之间有一条边,节点 C 和 D 之间有一条边,节点 D 和 B 之间有一条边。
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已知邻接矩阵,利用python画出连通图,并求从起点到终点的所有连通路径,画出路径图
好的,我可以帮你实现这个问题。首先,我们需要使用 Python 的图形库来绘制图形。这里我选择使用 NetworkX 和 Matplotlib 库。安装方式如下:
```python
!pip install networkx matplotlib
```
然后,我们可以根据邻接矩阵创建一个 NetworkX 的图对象,然后绘制出来。代码如下:
```python
import networkx as nx
import matplotlib.pyplot as plt
# 邻接矩阵
adj_matrix = [
[0, 1, 1, 0],
[1, 0, 1, 1],
[1, 1, 0, 1],
[0, 1, 1, 0]
]
# 创建图对象
G = nx.Graph()
# 添加节点
for i in range(len(adj_matrix)):
G.add_node(i)
# 添加边
for i in range(len(adj_matrix)):
for j in range(i, len(adj_matrix[i])):
if adj_matrix[i][j] == 1:
G.add_edge(i, j)
# 绘制图形
pos = nx.spring_layout(G)
nx.draw(G, pos, with_labels=True)
plt.show()
```
这段代码会根据邻接矩阵创建一个无向图对象,并使用 Spring-Layout 算法布局节点,最终绘制出来。你可以根据自己的需要调整布局算法和绘图参数。
接着,我们可以使用 DFS 算法来求解从起点到终点的所有连通路径。代码如下:
```python
# 深度优先搜索算法
def dfs_paths(graph, start, goal):
stack = [(start, [start])]
while stack:
(vertex, path) = stack.pop()
for next_vertex in graph[vertex] - set(path):
if next_vertex == goal:
yield path + [next_vertex]
else:
stack.append((next_vertex, path + [next_vertex]))
# 求解从起点到终点的所有连通路径
start = 0
goal = 3
paths = list(dfs_paths(G, start, goal))
print(paths)
```
这段代码会从起点开始进行深度优先搜索,直到找到终点或者搜索完整个图。每次搜索到一个路径,就将其添加到结果列表中。最终,我们可以得到从起点到终点的所有连通路径。
最后,我们可以根据路径列表绘制出路径图。代码如下:
```python
# 绘制路径图
path_G = nx.DiGraph()
for path in paths:
for i in range(len(path) - 1):
path_G.add_edge(path[i], path[i+1])
pos = nx.spring_layout(path_G)
nx.draw(path_G, pos, with_labels=True)
plt.show()
```
这段代码会根据路径列表创建一个有向图对象,并绘制出来。你可以根据自己的需要调整布局算法和绘图参数。完整代码如下:
C语言编写程序,描述:一张地图包括n个城市,假设城市间有m条路径(有向图),每条路径的长度已知。给定地图的一个起点城市和终点城市,利用Dijsktra算法求出起点到终点之间的最短路径。 输入:多组数据,每组数据有m+3行。第一行为两个整数n和m,分别代表城市个数n和路径条数m。第二行有n个字符,代表每个城市的名字。第三行到第m+2行每行有两个字符a和b和一个整数d,代表从城市a到城市b有一条距离为d的路。最后一行为两个字符,代表待求最短路径的城市起点和终点。当n和m都等于0时,输入结束。 输出:每组数据输出两行。第一行为一个整数,为从起点到终点之间最短路的长度。第二行为一串字符串,代表该路径。每两个字符之间用空格隔开。
以下是C语言程序实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAXN 1000 // 最大城市数
#define INF 0x3f3f3f3f // 无穷大
int n, m; // 城市个数和路径条数
char city[MAXN][3]; // 城市名
int g[MAXN][MAXN]; // 图的邻接矩阵
int dist[MAXN]; // 起点到各点的最短距离
int prev[MAXN]; // 最短路径中当前节点的前驱节点
int vis[MAXN]; // 标记是否已确定最短路
int getIndex(char name[]) { // 根据城市名获取在city数组中的下标
int i;
for (i = 0; i < n; i++) {
if (strcmp(name, city[i]) == 0) {
return i;
}
}
return -1; // 没找到
}
void dijkstra(int start, int end) {
int i, j, k, min;
memset(vis, 0, sizeof(vis)); // 初始化
for (i = 0; i < n; i++) {
dist[i] = g[start][i];
prev[i] = (dist[i] == INF ? -1 : start); // 如果起点到i不连通,prev[i]为-1
}
dist[start] = 0;
vis[start] = 1;
for (i = 1; i < n; i++) { // 循环n-1次
min = INF;
for (j = 0; j < n; j++) { // 找未确定最短路的距离最小的节点
if (!vis[j] && dist[j] < min) {
min = dist[j];
k = j;
}
}
vis[k] = 1;
for (j = 0; j < n; j++) { // 更新起点到未确定最短路的节点的距离
if (!vis[j] && dist[k] + g[k][j] < dist[j]) {
dist[j] = dist[k] + g[k][j];
prev[j] = k;
}
}
}
// 输出
printf("%d\n", dist[end]);
if (dist[end] == INF) { // 不连通
printf("no path\n");
} else {
int path[MAXN], cnt = 0;
path[cnt++] = end;
while (prev[path[cnt - 1]] != start) {
path[cnt++] = prev[path[cnt - 1]];
}
path[cnt++] = start;
for (i = cnt - 1; i >= 0; i--) {
printf("%s ", city[path[i]]);
}
printf("\n");
}
}
int main() {
int i, j, d;
char start[3], end[3];
while (scanf("%d%d", &n, &m) == 2 && n) {
// 初始化
memset(g, INF, sizeof(g));
for (i = 0; i < n; i++) {
scanf("%s", city[i]);
}
for (i = 0; i < m; i++) {
char a[3], b[3];
scanf("%s%s%d", a, b, &d);
int x = getIndex(a), y = getIndex(b);
g[x][y] = d;
}
scanf("%s%s", start, end);
dijkstra(getIndex(start), getIndex(end));
}
return 0;
}
```
程序中用邻接矩阵存储图,使用Dijkstra算法求解最短路径。每次循环找未确定最短路的距离最小的节点,并更新起点到未确定最短路的节点的距离和前驱节点。最后根据prev数组输出最短路径。
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