离散复习资料之一(Warshall算法)
我们先对R(n)进行解释一下,不然你们看不太懂。
就是R(n)表示,通过从 1...n 个点绕到到达所求点,注意原来的位置的点,发生改变的就是刚才的含义去解释。
给一个例子解释一下。
其中的R(i)...R(N);(0<=N<=4)
初始的R(0)就是可达矩阵。
R(1)表示在R(0)的基础上面变化
R(1)表示在R(0)的基础上面变化
R(2)表示在R(1)的基础上面变化
R(3)表示在R(2)的基础上面变化
R(4)表示在R(3)的基础上面变化
关键:
R(0)表示直接相连的关系,可以到达就记为1,否则就记为0.
R(1)表示从该点通过1可以到达目标点的记为1,否则就记为0.(多出来的点的关系)
R(2)表示从该点通过1,2可以到达目标点到达的记为1.否则就记为0.(与R(1)相比,多出来的点的关系。)
R(3)与R(4)表示的意思同上。
Warshall算法思想:
R(0)就只是有向图的邻接矩阵。
R(1)包含可以用第一个顶点作为中间点的路径信息。
R(n)说明可以用所有的顶点作为中间点寻找有向路径,所以R(n)就是我们要求的传递闭包,即可达矩阵。
这个算法的中心是我们可以通过R(k-1)来计算R(k)的所有元素。
算法的步骤如下:
R(k) <- R(k-1)
for(k<-1;k<=n;k++)
for(i<-1;i<=n;i++)
for(j<-1;j<=n;j++)
R(k)[i,j] = R(k-1)[i,j] or R(k-1)[i,k] and R(k-1)[k,j]
return R(n)
通过上面的算法步骤,我们也可以知道,推出R(n),只要知道R(n-1)的关系矩阵从而推出R(n)。
每一点的计算关系都会遵循一个计算公式。
“R(k)[i,j] = R(k-1)[i,j] or R(k-1)[i,k] and R(k-1)[k,j]”
从而程序代码也可以按照上面的计算关系进行计算,改变。
看一个代码改变一下求R(N),已知的是R(0)。
代码如下:
#include<iostream> #include<cstdio> using namespace std; int temp[5][5],temp1[5][5]; void exchange(int sum,int k) { for(int i=1;i<=sum;i++) { for(int j=1;j<=sum;j++) { temp[i][j] = temp1[i][j] or temp1[i][k] and temp1[k][j]; } } for(int i=1;i<=sum;i++) { for(int j=1;j<=sum;j++) { temp1[i][j] = temp[i][j]; } } } int main() { int sum; cout<<"请输入你的矩阵边数:"<<endl; cin>>sum; cout<<"请输入各边的关系:"<<endl; for(int i=1;i<=sum;i++) { for(int j=1;j<=sum;j++) { cin>>temp1[i][j]; } } exchange(sum,1); cout<<"R(1)的传递闭包关系图如下:"<<endl; for(int i=1;i<=sum;i++) { int ff=0; for(int j=1;j<=sum;j++) { if(ff++!=0) cout<<' '; cout<<temp1[i][j]; } cout<<endl; } exchange(sum,2); cout<<"R(2)的传递闭包关系图如下:"<<endl; for(int i=1;i<=sum;i++) { int ff=0; for(int j=1;j<=sum;j++) { if(ff++!=0) cout<<' '; cout<<temp1[i][j]; } cout<<endl; } exchange(sum,3); cout<<"R(3)的传递闭包关系图如下:"<<endl; for(int i=1;i<=sum;i++) { int ff=0; for(int j=1;j<=sum;j++) { if(ff++!=0) cout<<' '; cout<<temp1[i][j]; } cout<<endl; } exchange(sum,4); cout<<"R(4)的传递闭包关系图如下:"<<endl; for(int i=1;i<=sum;i++) { int ff=0; for(int j=1;j<=sum;j++) { if(ff++!=0) cout<<' '; cout<<temp1[i][j]; } cout<<endl; } return 0; }
菜鸟的总结:在计算机里面计算矩阵的话,or 和 | 和 || ,and和 & 和 &&是一样的。想知道为什么吗? 哈哈,去看一下,位操作那一张呗!
运行结果如下:
请输入你的矩阵边数:
4
请输入各边的关系:
0 1 0 0
0 0 1 1
1 1 0 1
1 0 0 0
R(1)的传递闭包关系图如下:
0 1 0 0
0 0 1 1
1 1 0 1
1 1 0 0
R(2)的传递闭包关系图如下:
0 1 1 1
0 0 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
R(3)的传递闭包关系图如下:
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
R(4)的传递闭包关系图如下:
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
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Process exited after 18.12 seconds with return value 0
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