一个售货员要到若干个村庄去售货,村庄间的道路,那么是已知的。如果售货员从选择商店出发到每个村庄售货一次,然后返回商店,那么他应该选择一条什么样的路线才能使多走的路程最短?(用回溯法)
时间: 2024-04-03 22:32:46 浏览: 73
这是一个典型的旅行商问题(TSP), 回溯法可以解决小规模的问题,但是对于大规模的问题来说,时间复杂度会很高,不适合使用回溯法求解。下面是一个简单的回溯法求解过程:
1. 选择一个起点,比如商店,将商店标记为已访问。
2. 从商店出发,遍历所有未访问的村庄,选择一个未访问的村庄作为下一站。
3. 标记该村庄为已访问,计算从当前村庄到下一站的距离,并累计已经走过的距离。
4. 如果所有的村庄都已经访问过了,计算从最后一个村庄回到商店的距离,并与已经走过的距离相加,得到总距离。
5. 将该路线的总距离与当前最短路线进行比较,如果更短,则将该路线作为当前最短路线。
6. 回溯到上一个村庄,将该村庄的状态设置为未访问,继续选择下一个未访问的村庄作为下一站。
7. 重复步骤 3-6,直到遍历完所有的路线。
需要注意的是,回溯法求解 TSP 问题的时间复杂度非常高,因此只适用于小规模问题的求解。如果问题的规模很大,可以使用其他算法,比如动态规划或遗传算法等。
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一个售货员要到若干个村庄去售货,村庄间的道路是已知的。如果售货员 从商店出发到每个村庄售货一次,然后返回商店,那么他应该选择一条什么样的路线方能使所走的路程最短,用回溯法写出代码
这是一个旅行商问题(TSP),可以使用回溯法来解决。回溯法的基本思路是枚举所有可能的解,并剪枝,以达到找到最优解的目的。
以下是基于回溯法的代码实现:
```python
import sys
# 记录路径
path = [0] * (n+1)
# 记录最短路径
shortest_path = [0] * (n+1)
# 记录当前路径长度
current_length = 0
# 记录最短路径长度
shortest_length = sys.maxsize
def tsp(pos):
# 回溯终止条件
if pos == n:
global shortest_length, current_length
# 更新最短路径
if current_length + distance[path[n-1]][path[n]] < shortest_length:
shortest_length = current_length + distance[path[n-1]][path[n]]
shortest_path = path.copy()
return
# 对于每个村庄,尝试将其加入路径
for i in range(1, n+1):
if not visited[i]:
visited[i] = True
path[pos] = i
current_length += distance[path[pos-1]][i]
# 剪枝,如果当前路径长度已经大于最短路径,那么不必继续搜索
if current_length < shortest_length:
tsp(pos+1)
current_length -= distance[path[pos-1]][i]
visited[i] = False
# n 为村庄数量,distance[i][j] 表示第 i 个村庄到第 j 个村庄的距离
n = 5
distance = [[0, 2, 5, 7, 3],
[2, 0, 6, 4, 5],
[5, 6, 0, 9, 8],
[7, 4, 9, 0, 1],
[3, 5, 8, 1, 0]]
# 标记每个村庄是否已经被访问过
visited = [False] * (n+1)
visited[1] = True
path[0] = 1
tsp(1)
print("最短路径长度为:", shortest_length)
print("最短路径为:", shortest_path)
```
在上面的代码中,我们使用了三个全局变量:`path` 用于记录路径,`shortest_path` 用于记录最短路径,`shortest_length` 用于记录最短路径长度。
在 `tsp` 函数中,我们使用了一个 `pos` 变量来表示当前正在访问的村庄的位置,从 1 开始,一直到 n。对于每个村庄,我们尝试将其加入路径中,并更新当前路径长度。如果当前路径长度已经大于最短路径长度,那么不必继续搜索,直接返回。如果当前路径已经包含了所有村庄,那么更新最短路径,并返回。
最后,我们输出最短路径长度和最短路径。
一个售货员要到若干个村庄去售货,村庄间的道路是已知的。如果售货员 从商店出发到每个村庄售货一次,然后返回商店,那么他应该选择一条什么样的路线方能使所走的路程最短,用回溯法写出累C语言代码
以下是基于回溯法的 C 语言代码实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#define N 5
// 村庄数量
int n = N;
// 村庄到商店的距离
int distance[N+1][N+1] = {
{0, 2, 5, 7, 3},
{2, 0, 6, 4, 5},
{5, 6, 0, 9, 8},
{7, 4, 9, 0, 1},
{3, 5, 8, 1, 0},
};
// 标记每个村庄是否已经被访问过
int visited[N+1] = {0};
// 记录路径
int path[N+1] = {0};
// 记录最短路径
int shortest_path[N+1] = {0};
// 记录当前路径长度
int current_length = 0;
// 记录最短路径长度
int shortest_length = INT_MAX;
void tsp(int pos) {
// 回溯终止条件
if (pos == n) {
// 更新最短路径
if (current_length + distance[path[n-1]][1] < shortest_length) {
shortest_length = current_length + distance[path[n-1]][1];
for (int i = 0; i <= n; i++) {
shortest_path[i] = path[i];
}
}
return;
}
// 对于每个村庄,尝试将其加入路径
for (int i = 2; i <= n; i++) {
if (!visited[i]) {
visited[i] = 1;
path[pos] = i;
current_length += distance[path[pos-1]][i];
// 剪枝,如果当前路径长度已经大于最短路径,那么不必继续搜索
if (current_length < shortest_length) {
tsp(pos+1);
}
current_length -= distance[path[pos-1]][i];
visited[i] = 0;
}
}
}
int main() {
visited[1] = 1;
path[0] = 1;
tsp(1);
printf("最短路径长度为: %d\n", shortest_length);
printf("最短路径为: ");
for (int i = 0; i <= n; i++) {
printf("%d ", shortest_path[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们使用了五个全局变量:`n` 表示村庄数量,`distance` 二维数组表示每两个村庄之间的距离,`visited` 数组表示每个村庄是否已经被访问过,`path` 数组用于记录路径,`shortest_path` 数组用于记录最短路径。
在 `tsp` 函数中,我们使用了一个 `pos` 变量来表示当前正在访问的村庄的位置,从 1 开始,一直到 n。对于每个村庄,我们尝试将其加入路径中,并更新当前路径长度。如果当前路径长度已经大于最短路径长度,那么不必继续搜索,直接返回。如果当前路径已经包含了所有村庄,那么更新最短路径,并返回。
最后,我们输出最短路径长度和最短路径。
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