请用Python代码解决以下问题:一销售商从n个城市中的某一城市出发,不重复地走完其余n—1个城市并回到原出发点,在所有可能的路径中求出路径长度最短的一条。本题假定该旅行商从第1个城市出发。对每个测试例,第1行有两个整数:n(4≤n≤10)和m(4≤m≤20 ) ,n是结点数,m是边数。接下来m行,描述边的关系,每行3个整数:(i,j),length,表示结点i到结点j的长度是length。当n=0时,表示输入结束。输出最短路径长度所经历的结点,最短的长度。输入样例 4 6 1 2 20 1 4 4 1 3 6 2 3 5 2 4 10 3 4 15 0 输出样例 1 3 2 4 25请按此输入样例与输出样例重新写一遍完整代码
时间: 2024-02-24 11:58:59 浏览: 91
下面是使用 Python 解决旅行商问题的完整代码。其中,我们使用了动态规划算法来求解最短路径长度。
```python
import sys
# 动态规划算法求解旅行商问题
def tsp_dp(graph, n):
# 初始化状态矩阵
dp = [[sys.maxsize] * (1 << n) for _ in range(n)]
for i in range(n):
dp[i][1 << i] = 0
# 依次枚举已经访问的城市集合大小
for size in range(2, n + 1):
for subset in get_all_subsets(size, n):
for i in range(n):
if not (subset & (1 << i)):
continue
for j in range(n):
if i == j or not (subset & (1 << j)):
continue
dp[i][subset] = min(dp[i][subset], dp[j][subset ^ (1 << i)] + graph[j][i])
# 找到最短路径长度
ans = sys.maxsize
for i in range(n):
ans = min(ans, dp[i][(1 << n) - 1])
return ans
# 枚举所有大小为size的子集
def get_all_subsets(size, n):
subsets = []
dfs(0, 0, size, n, subsets)
return subsets
def dfs(start, subset, size, n, subsets):
if size == 0:
subsets.append(subset)
return
for i in range(start, n):
dfs(i + 1, subset | (1 << i), size - 1, n, subsets)
# 测试代码
while True:
n, m = map(int, input().split())
if n == 0 and m == 0:
break
# 构建距离矩阵
graph = [[sys.maxsize] * n for _ in range(n)]
for i in range(m):
x, y, d = map(int, input().split())
graph[x-1][y-1] = d
graph[y-1][x-1] = d
# 使用动态规划算法求解最短路径长度
ans = tsp_dp(graph, n)
print("最短路径长度为:", ans)
# 输出最短路径
path = [0]
visited = [False] * n
visited[0] = True
current_pos = 0
remaining = n - 1
while remaining > 0:
next_pos = -1
for i in range(n):
if not visited[i] and (next_pos == -1 or graph[current_pos][i] + dp[i][(1 << n - 1) - 1] < graph[current_pos][next_pos] + dp[next_pos][(1 << n - 1) - 1]):
next_pos = i
path.append(next_pos)
visited[next_pos] = True
current_pos = next_pos
remaining -= 1
print("最短路径为:", " ".join(str(x+1) for x in path))
```
上述代码中,`tsp_dp` 函数使用动态规划算法求解旅行商问题。其中,状态矩阵 `dp[i][subset]` 表示从城市 0 出发,访问子集 `subset` 中的所有城市,并以城市 i 结束的最短路径长度。状态转移方程为:`dp[i][subset] = min(dp[i][subset], dp[j][subset ^ (1 << i)] + graph[j][i])`,其中 j 是 `subset` 中除 i 以外的任意一个城市。
最终,我们可以通过遍历状态矩阵 `dp[i][(1 << n) - 1]`,找到从城市 0 出发,访问所有城市并回到城市 0 的最短路径长度。同时,我们也可以根据状态矩阵回溯出最短路径的具体路径。
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