设计分支限界算法求解从起点1到10的最短路径,并随机生成若干带权有向图进行测试,matlab代码
时间: 2024-06-09 21:11:43 浏览: 135
算法课设 单源最短路径
以下是MATLAB代码实现:
```matlab
% 随机生成带权有向图
n = 10; % 节点数
A = randi([0,1],n,n); % 随机生成邻接矩阵
A = A - diag(diag(A)); % 对角线元素置0,确保无自环
D = randi([1,10],n,n); % 随机生成权重矩阵
D = D.*A; % 有边的地方才有权重
D(D==0) = inf; % 无边的地方权重设为无穷大
% 分支限界算法求解最短路径
s = 1; % 起点
t = 10; % 终点
visited = zeros(1,n); % 记录已访问的节点
dist = inf(1,n); % 记录源点到各点的距离
dist(s) = 0; % 源点到自己的距离为0
queue = [s,dist(s)]; % 优先队列,初始为源点
min_dist = inf; % 记录最短路径长度
while ~isempty(queue)
[u,d] = min(queue(:,2)); % 取出距离最小的节点
if u == t % 已到达终点
min_dist = d;
break;
end
visited(u) = 1; % 标记为已访问
queue(u,:) = []; % 从队列中删除
for v = 1:n
if A(u,v) && ~visited(v) % 有边且未访问过
new_dist = d + D(u,v);
if new_dist < dist(v) % 更新距离
dist(v) = new_dist;
queue = [queue;v,new_dist]; % 加入队列
end
end
end
end
if min_dist == inf % 没有到达终点,说明不存在从起点到终点的路径
disp('不存在从起点到终点的路径!');
else % 存在从起点到终点的路径
disp(['最短路径长度为:',num2str(min_dist)]);
% 回溯路径
path = t;
while path(1) ~= s
for v = 1:n
if A(v,path(1))
if dist(v) + D(v,path(1)) == dist(path(1))
path = [v,path];
break;
end
end
end
end
disp(['最短路径为:',num2str(path)]);
end
```
在代码中,我们先随机生成一个带权有向图,然后使用分支限界算法求解从起点1到终点10的最短路径。在求解过程中,我们使用一个优先队列来存储待访问的节点,每次选择距离最小的节点进行访问,直到到达终点或队列为空。最后,我们还可以回溯路径,找到从起点到终点的最短路径。
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