图论matlab代码整理

时间: 2023-11-25 19:10:32 浏览: 95
以下是一些常见的图论算法在MATLAB中的实现: ## 最短路径算法 ### Dijkstra算法 ```matlab function [dist, path] = dijkstra(A, s, t) % A: 图的邻接矩阵 % s: 起点 % t: 终点 % dist: s到各点的最短距离 % path: s到t的最短路径 n = size(A, 1); dist = Inf(1, n); dist(s) = 0; path = zeros(1, n); visited = zeros(1, n); for i = 1:n [~, u] = min(dist.*~visited); visited(u) = 1; for v = 1:n if A(u, v) > 0 && dist(u) + A(u, v) < dist(v) dist(v) = dist(u) + A(u, v); path(v) = u; end end end if t ~= 0 p = t; while p ~= s path(p) = path(path(p)); p = path(p); end path = path(path~=0); end ``` ### Floyd-Warshall算法 ```matlab function D = floyd_warshall(A) % A: 图的邻接矩阵 % D: 任意两点间的最短距离 n = size(A, 1); D = A; for k = 1:n for i = 1:n for j = 1:n if D(i, j) > D(i, k) + D(k, j) D(i, j) = D(i, k) + D(k, j); end end end end ``` ## 最小生成树算法 ### Prim算法 ```matlab function [T, TCost] = prim(A) % A: 图的邻接矩阵 % T: 最小生成树的边集 % TCost: 最小生成树的权重和 n = size(A, 1); T = zeros(n-1, 2); TCost = 0; visited = zeros(1, n); visited(1) = 1; for k = 2:n minCost = Inf; for i = 1:n if visited(i) == 1 for j = 1:n if visited(j) == 0 && A(i, j) > 0 && A(i, j) < minCost minCost = A(i, j); u = i; v = j; end end end end T(k-1, :) = [u, v]; TCost = TCost + minCost; visited(v) = 1; end ``` ### Kruskal算法 ```matlab function [T, TCost] = kruskal(A) % A: 图的邻接矩阵 % T: 最小生成树的边集 % TCost: 最小生成树的权重和 n = size(A, 1); T = zeros(n-1, 2); TCost = 0; edges = []; for i = 1:n for j = i+1:n if A(i, j) > 0 edges = [edges; [i, j, A(i, j)]]; end end end edges = sortrows(edges, 3); parent = 1:n; for i = 1:size(edges, 1) u = edges(i, 1); v = edges(i, 2); w = edges(i, 3); pu = find(parent, u); pv = find(parent, v); if pu ~= pv TCost = TCost + w; parent(pu) = pv; T(i, :) = [u, v]; end end ``` ## 最大流算法 ### Ford-Fulkerson算法 ```matlab function maxflow = ford_fulkerson(C, s, t) % C: 图的容量矩阵 % s: 源点 % t: 汇点 % maxflow: 最大流 n = size(C, 1); F = zeros(n, n); while true [P, f] = find_path(C, F, s, t); if f == 0 break; end for i = 1:length(P)-1 u = P(i); v = P(i+1); F(u, v) = F(u, v) + f; F(v, u) = F(v, u) - f; end end maxflow = sum(F(s, :)); ``` ### Edmonds-Karp算法 ```matlab function maxflow = edmonds_karp(C, s, t) % C: 图的容量矩阵 % s: 源点 % t: 汇点 % maxflow: 最大流 n = size(C, 1); F = zeros(n, n); P = zeros(1, n); while true [f, P] = bfs(C, F, s, t, P); if f == 0 break; end for i = 1:length(P)-1 u = P(i); v = P(i+1); F(u, v) = F(u, v) + f; F(v, u) = F(v, u) - f; end end maxflow = sum(F(s, :)); ``` ## 图的连通性算法 ### 深度优先搜索 ```matlab function visited = dfs(A, s) % A: 图的邻接矩阵 % s: 起点 % visited: 节点访问顺序 n = size(A, 1); visited = zeros(1, n); stack = s; while ~isempty(stack) u = stack(end); stack(end) = []; if visited(u) == 0 visited(u) = 1; neighbors = find(A(u, :) > 0); stack = [stack, neighbors]; end end ``` ### 广度优先搜索 ```matlab function visited = bfs(A, s) % A: 图的邻接矩阵 % s: 起点 % visited: 节点访问顺序 n = size(A, 1); visited = zeros(1, n); queue = s; while ~isempty(queue) u = queue(1); queue(1) = []; if visited(u) == 0 visited(u) = 1; neighbors = find(A(u, :) > 0); queue = [queue, neighbors]; end end ``` ### 连通性判断 ```matlab function [flag, visited] = is_connected(A) % A: 图的邻接矩阵 % flag: 是否连通 % visited: 节点访问顺序 n = size(A, 1); visited = zeros(1, n); dfs(A, 1); if sum(visited) == n flag = true; else flag = false; end ```
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