计算邻接矩阵A的k(k<=n)次幂,A的k次方的第i行第j列元素为vi到vj长度为k的路径的条数。由邻接矩阵输出任意两个节点长度小于等于n的路径的数目。用c语言编写
时间: 2024-02-28 09:56:03 浏览: 70
邻接矩阵.c
好的,针对你的问题,我可以给出以下的 C 语言代码:
```c
#include <stdio.h>
#define MAXN 100
int n, k;
int A[MAXN][MAXN], C[MAXN][MAXN];
void matrix_multiply(int A[][MAXN], int B[][MAXN], int C[][MAXN])
{
int i, j, l;
for (i = 0; i < n; i++) {
for (j = 0; j < n; j++) {
C[i][j] = 0;
for (l = 0; l < n; l++) {
C[i][j] += A[i][l] * B[l][j];
}
}
}
}
void matrix_pow(int A[][MAXN], int k, int C[][MAXN])
{
int i, j;
if (k == 0) {
for (i = 0; i < n; i++) {
for (j = 0; j < n; j++) {
C[i][j] = (i == j);
}
}
return;
}
matrix_pow(A, k/2, C);
matrix_multiply(C, C, C);
if (k % 2 == 1) {
matrix_multiply(C, A, C);
}
}
int main()
{
int i, j, l;
scanf("%d%d", &n, &k);
for (i = 0; i < n; i++) {
for (j = 0; j < n; j++) {
scanf("%d", &A[i][j]);
}
}
matrix_pow(A, k, C);
for (i = 0; i < n; i++) {
for (j = 0; j < n; j++) {
int cnt = 0;
for (l = 1; l <= k && l <= n; l++) {
cnt += C[i][j];
matrix_multiply(C, A, C);
}
printf("%d ", cnt);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
```
上面的代码中,我们使用了两个函数 `matrix_multiply` 和 `matrix_pow` 分别来计算矩阵乘法和矩阵的幂,其中 `matrix_pow` 是一个递归函数,通过分治的方式计算矩阵的幂。
具体来说,我们可以先将 k 分解成若干个二次幂的和,比如:
$$k = 2^{a_1} + 2^{a_2} + \cdots + 2^{a_m}$$
然后,我们可以从小到大依次计算 $A^{2^{a_1}}, A^{2^{a_1}+2^{a_2}}, \cdots, A^{2^{a_1}+\cdots+2^{a_m}}$,每次计算都是通过将上一次计算的结果平方得到的,因此时间复杂度为 $O(n^3\log k)$。
最后,我们可以根据矩阵 $C=A^k$ 来计算任意两个节点之间长度小于等于 $n$ 的路径的数目,这可以通过对矩阵连乘来实现,具体来说,我们可以计算出 $C, AC, A^2C, \cdots, A^{n-1}C$,然后对于任意的一对节点 $(i,j)$,我们可以通过相加得到它们之间长度小于等于 $n$ 的路径的数目:
$$\text{cnt}(i,j) = \sum_{l=1}^{\min(k,n)} C_{i,j}+AC_{i,j}+A^2C_{i,j}+\cdots+A^{l-1}C_{i,j}$$
这里需要注意的是,如果 $k>n$,那么我们只需要计算出 $A^0,A^1,\cdots,A^{n-1}$ 即可,因为长度大于 $n$ 的路径肯定不能包含在其中。
希望这个代码能够帮助到你,如果你还有其他问题,可以随时问我。
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