给出一张无向完全图(如下图所示),六个点分别为L,MC,NY,Pa,Pe,T(六个城市),每两点之间有一条带权边,要求求解一个最优的哈密尔顿环(Optimal Cycle),保证权值总和最小。该问题属于NP-complete问题,此问题有诸多方法求解,比如暴力求解,DP算法,回溯法,DFS(深度优先遍历)算法等等,这里采用一种简便的次最优算法求解思想并附源码及注释。
题意及无向图如下:
算法思想如下:
简单归纳为:①初始定义:规定一个初始环Cycle(显然这个环不是最优解) ②状态更新:在环上任取两点i和j(i和j都不是末结点,j不是起始节点),若取到 与 两边之和小于 与 之和,则新增两边 和 ,删除原C上的两边 和 ③递归优化:优化结束,输出最优解,即最短哈密尔顿回路。
个人分析算法实现的两个难点在于:①判定条件成立后新的cycle的生成 ②当j为5时,j+1指向的位置不是6,而是cycle的首位0。
通过分析数学规律发现,删除原边后,新的路径(新的cycle)都是从i到达j后逆时针沿j至i+1位置,再至j+1并顺时针结束,体现在数组上即为数组内下标i+1到j内的元素反转,调用库函数reverse即可(注意起始地址问题);而对于j为5时j+1指向0的实际情况,使用取余符号%即可化解。
C++程序源码如下:
如果想要输出的结果为"L -> Pa -> Pe -> T ->MC -> NY",可使用unordered_map
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