单源最短路径(贪心法)实验报告

单源最短路径(贪心法)实验报告
单源最短路径(贪心法)实验报告

算法分析与设计实验报告

第 5 次实验

使用贪心法求出给定图各点的最短路径,并计算算法的执行时间,分析算法的有效性。

已知一个有向网络 G=(V,E)和源点 V1,如上所示,求出从

源点出发到图中其余顶点的最短路径。

}

手动输入实现实验所给图形:

随机数产生图的权值:

通过这次实验,我回顾了回溯法求解最短路径问题,在其中加入了舍伍德

附录:完整代码

#include

#include

#include

#define maxint 1000

int c[200][200]={0};

void Dijkstra(int n,int v,int dist[],int prev[]){ bool s[maxint];

for(int i=1;i<=n;i++){

dist[i]=c[v][i];

s[i]=false;

if(dist[i]==maxint) prev[i]=0;

else prev[i]=v;

} //找到第一个可行源点 s[]标志,记录prev[]前一个点dist[v]=0;

s[v]=true;

for(int i=1;i

int temp=maxint;

int u=v;

for(int j=1;j<=n;j++){

if((!s[j])&&(dist[j]

u=j;

temp=dist[j];

}

}

s[u]=true;

for(int j=1;j<=n;j++){

int newdist=dist[u]+c[u][j];

if(newdist

dist[j]=newdist;

prev[j]=u;

}

}

}

}

int main(){

int n,v;

printf("请输入顶点数: ");

scanf("%d",&n);

//printf("路径: ");

srand(time(0));

for(int i=1;i

for(int j=1;j

/* scanf("%d",&c[i][j]);*/ ///手动输入

if(i!=j){

if((c[j][i]==0)||(c[j][i]==1000))

c[i][j]=rand()%100+1;

else c[i][j]=1000;

if(c[i][j]>50) c[i][j]=1000;

}

}

}

printf("请输入源点: ");

scanf("%d",&v);

int dist[n+1],prev[n+1];

printf("\n路径:\n");

for(int i=1;i

for(int j=1;j

printf("%5d ",c[i][j]);

printf("\n");

}

Dijkstra(n,v,dist,prev);

for(int i=1;i

printf("\n%d到%d的最短路径为:%d",v,i,dist[i]);

}

}

实验三 最短路径的算法(离散数学实验报告)

实验3:最短路径算法 一、实验目的 通过本实验的学习,理解Floyd(弗洛伊得)最短路径算法的思想 二、实验内容 用C语言编程实现求赋权图中任意两点间最短路径的Floyd算法,并能对给定的两结点自动求出最短路径 三、实验原理、方法和手段 1、Floyd算法的原理 定义:Dk[i,j] 表示赋权图中从结点vi出发仅通过v0,v1,┉,vk-1中的某些结点到达vj的最短路径的长度, 若从vi到vj没有仅通过v0,v1,┉,vk-1 的路径,则D[i,j]=∝即 D-1[i,j] 表示赋权图中从结点vi到vj的边的长度,若没有从结点vi到vj的边,则D[i,j]=∝ D0[i,j] 表示赋权图中从结点vi到vj的”最短”路径的长度, 这条路上除了可能有v0外没有其它结点 D1[i,j] 表示赋权图中从结点vi到vj的”最短”路径的长度, 这条路上除了可能有v0,v1外没有其它结点 ┉┉┉ 根据此定义,D k[i,j]=min{ D k-1[i,j] , D k-1[i,k-1]+D k-1[k-1,j] } 定义:path[i,j]表示从结点vi到vj的“最短”路径上vi的后继结点 四、实验要求 要求输出每对结点之间的最短路径长度以及其最短路径 五、实验步骤 (一)算法描述 Step 1 初始化有向图的成本邻矩阵D、路径矩阵path 若从结点vi到vj有边,则D[i,j]= vi到vj的边的长度,path[i,j]= i; 否则D[i,j]=∝,path[i,j]=-1 Step 2 刷新D、path 对k=1,2,┉n 重复Step 3和Step 4 Step 3 刷新行对i=1,2,┉n 重复Step 4 Step 4 刷新Mij 对j=1,2,┉n 若D k-1[i,k]+D k-1[k,j]

算法设计与分析实验报告贪心算法

算法设计与分析实验报告 贪心算法 班级:2013156 学号:201315614 姓名:张春阳哈夫曼编码 代码 #include float small1,small2; int flag1,flag2,count; typedefstructHuffmanTree { float weight; intlchild,rchild,parent; }huffman; huffmanhuffmantree[100]; void CreatHuffmanTree(intn,int m) { inti; void select(); printf("请输入%d个节点的权值:",n); for(i=0;i

printf("\n"); for(i=0;i

MATLAB实验报告,遗传算法解最短路径以及函数最小值问题讲解

硕士生考查课程考试试卷 考试科目:MATLAB教程 考生姓名:考生学号: 学院:专业: 考生成绩: 任课老师(签名) 考试日期:20 年月日午时至时

《MATLAB 教程》试题: A 、利用MATLA B 设计遗传算法程序,寻找下图11个端点的最短路径,其中没有连接的端点表示没有路径。要求设计遗传算法对该问题求解。 a d e h k B 、设计遗传算法求解f (x)极小值,具体表达式如下: 3 21231(,,)5.12 5.12,1,2,3 i i i f x x x x x i =?=???-≤≤=? ∑ 要求必须使用m 函数方式设计程序。 C 、利用MATLAB 编程实现:三名商人各带一个随从乘船渡河,一只小船只能容纳二人,由他们自己划行,随从们密约,在河的任一岸,一旦随从的人数比商人多,就杀人越货,但是如何乘船渡河的大权掌握在商人手中,商人们怎样才能安全渡河? D 、结合自己的研究方向选择合适的问题,利用MATLAB 进行实验。 以上四题任选一题进行实验,并写出实验报告。

选择题目: A 一、问题分析(10分) 1 4 10 11 如图如示,将节点编号,依次为 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11,由图论知识,则可写出其带权邻接矩阵为: 0 2 8 1 500 500 500 500 500 500 500 2 0 6 500 1 500 500 500 500 500 500 8 6 0 7 500 1 500 500 500 500 500 1 500 7 0 500 500 9 500 500 500 500 500 1 500 500 0 3 500 2 500 500 500 500 500 1 500 3 0 4 500 6 500 500 500 500 500 9 500 4 0 500 500 1 500 500 500 500 500 2 500 500 0 7 500 9 500 500 500 500 500 6 500 7 0 1 2 500 500 500 500 500 500 1 500 1 0 4 500 500 500 500 500 500 500 9 2 4 0 注:为避免计算时无穷大数吃掉小数,此处为令inf=500。 问题要求求出任意两点间的最短路径,Floyd 算法采用的是在两点间尝试插入顶点,比较距离长短的方法。我思考后认为,用遗传算法很难找到一个可以统一表示最短路径的函数,但是可以对每一对点分别计算,然后加入for 循环,可将相互之间的所有情况解出。观察本题可发现,所有节点都是可双向行走,则可只计算i 到j 的路径与距离,然后将矩阵按主对角线翻折即可得到全部数据。 二、实验原理与数学模型(20分) 实现原理为遗传算法原理: 按所选择的适应度函数并通过遗传中的复制、交叉及变异对个体进行筛选,使得适应度高的个体被保留下来,组成新的群体,新的群体既继承了上一代的信息,又优于上一代。这样周而复始,群体中个体适应度不断提高,直到满足一定的条件。 数学模型如下: 设图G 由非空点集合12{,...}n V V V V = 和边集合12{,...}m E e e e = 组成,其中121221(,)e ,P ,)(P ,P ), i i i i i i i i e P P E P =∈≠且若(则G 为一个有向图; 又设i e 的值为i a ,12{,...},m A a a a = 故G 可表示为一个三元组{,,}G P E A = 则求最短路径的数学模型可以描述为:

北京理工大学《数据结构与算法设计》实验报告实验一

《数据结构与算法设计》 实验报告 ——实验一 学院: 班级: 学号: 姓名:

一、实验目的 1.通过实验实践、巩固线性表的相关操作; 2.熟悉VC环境,加强编程、调试的练习; 3.用C语言编写函数,实现循环链表的建立、插入、删除、取数据等基本操作; 4.理论知识与实际问题相结合,利用上述基本操作实现约瑟夫环。 二、实验内容 1、采用单向环表实现约瑟夫环。 请按以下要求编程实现: ①从键盘输入整数m,通过create函数生成一个具有m个结点的单向环表。环表中的 结点编号依次为1,2,……,m。 ②从键盘输入整数s(1<=s<=m)和n,从环表的第s个结点开始计数为1,当计数到 第n个结点时,输出该第n结点对应的编号,将该结点从环表中消除,从输出结点 的下一个结点开始重新计数到n,这样,不断进行计数,不断进行输出,直到输出 了这个环表的全部结点为止。 三、程序设计 1、概要设计 为实现上述程序功能,应用单向环表寄存编号,为此需要建立一个抽象数据类型:单向环表。 (1)、单向环表的抽象数据类型定义为: ADT Joseph{ 数据对象:D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,3……,n,n≥0} 数据关系:R1={ |ai∈D,i=1,2,……,n} 基本操作: create(&L,n) 操作结果:构造一个有n个结点的单向环表L。 show(L) 初始条件:单向环表L已存在。 操作结果:按顺序在屏幕上输出L的数据元素。 Josephf( L,m,s,n) 初始条件:单向环表L已存在, s>0,n>0,s

分支限界法实现单源最短路径问题

实验五分支限界法实现单源最短路径 一实验题目:分支限界法实现单源最短路径问题 二实验要求:区分分支限界算法与回溯算法的区别,加深对分支限界法的理解。 三实验内容:解单源最短路径问题的优先队列式分支限界法用一极小堆来存储活结点表。其优先级是结点所对应的当前路长。算法从图G的源顶点s和空优先队列开始。 结点s被扩展后,它的儿子结点被依次插入堆中。此后,算法从堆中取出具有最小当前路长的结点作为当前扩展结点,并依次检查与当前扩展结点相邻的所有顶点。如果从当前扩展结点i到顶点j有边可达,且从源出发,途经顶点i再到顶点j的所相应的路径的长度小于当前最优路径长度,则将该顶点作为活结点插入到活结点优先队列中。这个结点的扩展过程一直继续到活结点优先队列为空时为止。 四实验代码 #include using namespace std; const int size = 100; const int inf = 5000; //两点距离上界 const int n = 6; //图顶点个数加1 int prev[n]; //图的前驱顶点 int dist[] = {0,0,5000,5000,5000,5000}; //最短距离数组 int c[n][n] = {{0,0,0,0,0,0},{0,0,2,3,5000,5000}, //图的邻接矩阵 {0,5000,0,1,2,5000},{0,5000,5000,0,9,2}, {0,5000,5000,5000,0,2},{0,5000,5000,5000,5000,0}}; const int n = 5; //图顶点个数加1 int prev[n]; //图的前驱顶点 int dist[] = {0,0,5000,5000,5000}; int c[][n] = {{0,0,0,0,0},{0,0,2,3,5000},{0,5000,0,1,2},{0,5000,5000,0,9}, {0,5000,5000,5000,0}};

《数据结构课程设计》最短路径问题实验报告

《数据结构课程设计》最短路径问题实验报告

目录 一、概述 0 二、系统分析 0 三、概要设计 (1) 四、详细设计 (5) 4.1建立图的存储结构 (5) 4.2单源最短路径 (6) 4.3任意一对顶点之间的最短路径 (7) 五、运行与测试 (8) 参考文献 (11) 附录 (12)

交通咨询系统设计(最短路径问题)一、概述 在交通网络日益发达的今天,针对人们关心的各种问题,利用计算机建立一个交通咨询系统。在系统中采用图来构造各个城市之间的联系,图中顶点表示城市,边表示各个城市之间的交通关系,所带权值为两个城市间的耗费。这个交通咨询系统可以回答旅客提出的各种问题,例如:如何选择一条路径使得从A城到B城途中中转次数最少;如何选择一条路径使得从A城到B城里程最短;如何选择一条路径使得从A城到B城花费最低等等的一系列问题。 二、系统分析 设计一个交通咨询系统,能咨询从任何一个城市顶点到另一城市顶点之间的最短路径(里程)、最低花费或是最少时间等问题。对于不同的咨询要求,可输入城市间的路程、所需时间或是所需费用等信息。 针对最短路径问题,在本系统中采用图的相关知识,以解决在实际情况中的最短路径问题,本系统中包括了建立图的存储结构、单源最短问题、对任意一对顶点间最短路径问题三个问题,这对以上几个问题采用了迪杰斯特拉算法和弗洛伊德算法。并未本系统设置一人性化的系统提示菜单,方便使用者的使用。

三、概要设计 可以将该系统大致分为三个部分: ①建立交通网络图的存储结构; ②解决单源最短路径问题; ③实现两个城市顶点之间的最短路径问题。

迪杰斯特拉算法流图:

算法设计与实验报告讲解

算法设计与分析实验报告 学院:信息学院 专业:物联网1101 姓名:黄振亮 学号:20113379 2013年11月

目录 作业1 0-1背包问题的动态规划算法 (7) 1.1算法应用背景 (3) 1.2算法原理 (3) 1.3算法描述 (4) 1.4程序实现及程序截图 (4) 1.4.1程序源码 (4) 1.4.2程序截图 (5) 1.5学习或程序调试心得 (6) 作业2 0-1背包问题的回溯算法 (7) 2.1算法应用背景 (3) 2.2算法原理 (3) 2.3算法描述 (4) 2.4程序实现及程序截图 (4) 2.4.1程序源码 (4) 2.4.2程序截图 (5) 2.5学习或程序调试心得 (6) 作业3循环赛日程表的分治算法 (7) 3.1算法应用背景 (3) 3.2算法原理 (3) 3.3算法描述 (4) 3.4程序实现及程序截图 (4)

3.4.1程序源码 (4) 3.4.2程序截图 (5) 3.5学习或程序调试心得 (6) 作业4活动安排的贪心算法 (7) 4.1算法应用背景 (3) 4.2算法原理 (3) 4.3算法描述 (4) 4.4程序实现及程序截图 (4) 4.4.1程序源码 (4) 4.4.2程序截图 (5) 4.5学习或程序调试心得 (6)

作业1 0-1背包问题的动态规划算法 1.1算法应用背景 从计算复杂性来看,背包问题是一个NP难解问题。半个世纪以来,该问题一直是算法与复杂性研究的热点之一。另外,背包问题在信息加密、预算控制、项目选择、材料切割、货物装载、网络信息安全等应用中具有重要的价值。如果能够解决这个问题那么则具有很高的经济价值和决策价值,在上述领域可以获得最大的价值。本文从动态规划角度给出一种解决背包问题的算法。 1.2算法原理 1.2.1、问题描述: 给定n种物品和一背包。物品i的重量是wi,其价值为vi,背包的容量为C。问:应如何选择装入背包的物品,使得装入背包中物品的总价值最大? 形式化描述:给定c >0, wi >0, vi >0 , 1≤i≤n.要求找一n元向量(x1,x2,…,xn,), xi ∈{0,1}, ?∑ wi xi≤c,且∑ vi xi达最大.即一个特殊的整数规划问题。 1.2.2、最优性原理: 设(y1,y2,…,yn)是 (3.4.1)的一个最优解.则(y2,…,yn)是下面相应子问题的一个最优解: 证明:使用反证法。若不然,设(z2,z3,…,zn)是上述子问题的一个最优解,而(y2,y3,…,yn)不是它的最优解。显然有 ∑vizi > ∑viyi (i=2,…,n) 且 w1y1+ ∑wizi<= c 因此 v1y1+ ∑vizi (i=2,…,n) > ∑ viyi, (i=1,…,n) 说明(y1,z2, z3,…,zn)是(3.4.1)0-1背包问题的一个更优解,导出(y1,y2,…,yn)不是背包问题的最优解,矛盾。 1.2.3、递推关系:

单源最短路径 贪心算法

实验三单源最短路径 一、实验目的及要求 掌握贪心算法的基本思想 用c程序实现单源最短路径的算法 二、实验环境 Window下的vc 2010 三、实验内容 1、有向图与单源点最短路径 2、按路径长度非降的次序依次求各节点到源点的最短路径 3、Dijkstra算法 四、算法描述及实验步骤 设给定源点为Vs,S为已求得最短路径的终点集,开始时令S={Vs} 。当求得第一条最短路径(Vs ,Vi)后,S为{Vs,Vi} 。根据以下结论可求下一条最短路径。 设下一条最短路径终点为Vj ,则Vj只有:源点到终点有直接的弧 ;从Vs 出发到Vj 的这条最短路径所经过的所有中间顶点必定在S中。即只有这条最短路径的最后一条弧才是从S内某个顶点连接到S外的顶点Vj 。 若定义一个数组dist[n],其每个dist[i]分量保存从Vs 出发中间只经过集合S中的顶点而到达Vi的所有路径中长度最小的路径长度值,则下一条最短路径的终点Vj必定是不在S中且值最小的顶点, 即:dist[i]=Min{ dist[k]| Vk∈V-S } 利用公式就可以依次找出下一条最短路径。 在程序中c[][]表示带权邻接矩阵, dist[]表示顶点到源点的最短路径, p[]记录顶点到源点最短路径的前驱节点, u源点,函数Way是递归的构造出最短路径的次序。 五、实验结果 程序执行的结果: 六、源代码 #include #include using namespace std;

#define MAX 999 void getdata(int **c,int n) { int i,j; int begin,end,weight; for (i=1;i<=n;i++) { for (j=1;j<=n;j++) { if(i==j) c[i][j]=0; else c[i][j]=MAX; } } do { cout<<"请输入起点终点权值(-1退出):"; cin>>begin; if(begin==-1) break; cin>>end>>weight; c[begin][end]=weight; } while(begin!=-1); } void Dijkstra(int n,int v ,int *dist,int *prev,int **c) { bool s[MAX]; int i,j; for (i=1;i<=n;i++) { dist[i]=c[v][i]; //从源点到各点的值 s[i]=false; if(dist[i]==MAX) prev[i]=0; //最大值没有路径 else prev[i]=v; //前驱为源点 } dist[v]=0;s[v]=true; for (i=1;i<=n;i++) { int temp=MAX; int u=v; for(j=1;j<=n;j++) if((!s[j])&&(dist[j]

最短路径实验报告

一、实验目的 学习掌握图的存储结构 利用最短路径算法,通过java编程实现最短路径输出。 二、实验环境 Eclipse平台 三、实验过程 最短路径算法问题是计算机科学、运筹学、地理信息系统和交通诱导、导航系统等领域研究的一个热点。传统的最短路径算法主要有Floyd算法和Dijkstra算法。Floyd 算法用于计算所有结点之间的最短路径。Dijkstra算法则用于计算一个结点到其他所有结点的最短路径。本程序利用Dijkstra算法用java语言实现最短路径的可视化。 流程: 画无向邻接矩阵邻接矩阵初始化求取最短路径 Java文件如下 M ain.java 文件: import java.awt.BorderLayout; import java.awt.Color; import java.awt.FlowLayout; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import java.awt.event.ItemEvent; import java.awt.event.ItemListener; import java.util.StringTokenizer; import javax.swing.JButton; import javax.swing.JComboBox; import javax.swing.JFrame; import javax.swing.JLabel; import javax.swing.JPanel; import javax.swing.border.TitledBorder; public class Main { public static void main(String args[]) { new UI("最短路径"); } } @SuppressWarnings("serial") class UI extends JFrame implements ActionListener, ItemListener { JFrame frame; JButton button;

银行家算法设计实验报告

银行家算法设计实验报告

银行家算法设计实验报告 一.题目分析 1.银行家算法: 我们可以把操作系统看做是银行家,操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金,进程向操作系统请求资源相当于客户向银行家贷款。操作系统按银行家制定的规则为进程分配资源,当进程首次申请资源时,要测试该进程尚需求的资源量,若是系统现存的资源可以满足它尚需求的资源量,则按当前的申请量来分配资源,否则就推迟分配。 当进程在执行中继续申请资源时,先测试该进程申请的资源量是否超过了它尚需的资源量。若超过则拒绝分配,若没有超过则再测试系统尚存的资源是否满足该进程尚需的资源量,若满足即可按当前的申请量来分配,若不满足亦推迟分配。 2.基本要求: (1)可以输入某系统的资源以及T0时刻进程对资源的占用及需求情况的表项,以及T0时刻系统的可利用资源数。 (2)对T0时刻的进行安全性检测,即检测在T0时刻该状态是否安全。

(3)进程申请资源,用银行家算法对其进行检测,分为以下三种情况: A. 所申请的资源大于其所需资源,提示分配不合理不予分配并返回 B. 所申请的资源未大于其所需资源, 但大于系统此时的可利用资源,提 示分配不合理不予分配并返回。 C. 所申请的资源未大于其所需资源, 亦未大于系统此时的可利用资源,预 分配并进行安全性检查: a. 预分配后系统是安全的,将该进 程所申请的资源予以实际分配并 打印后返回。 b. 与分配后系统进入不安全状态,提示系统不安全并返回。 (4)对输入进行检查,即若输入不符合条件,应当报错并返回重新输入。 3.目的: 根据设计题目的要求,充分地分析和理解题 目,叙述系统的要求,明确程序要求实现的功能以及限制条件。 明白自己需要用代码实现的功能,清楚编写每部分代码的目的,做到有的放矢,有条理不遗漏的用代码实现银行家算法。

单源最短路径问题

实验四单源最短路径问题 一、实验目的: 1、理解分支限界法的剪枝搜索策略; 2、掌握分支限界法的算法柜架; 3、掌握分支限界法的算法步骤; 4、通过应用范例学习动态规划算法的设计技巧与策略; 二、实验内容及要求: 1、使用分支限界法解决单源最短路径问题。 2、通过上机实验进行算法实现。 3、保存和打印出程序的运行结果,并结合程序进行分析,上交实验报告。 三、实验原理: 分支限界法的基本思想: 1、分支限界法与回溯法的不同: 1)求解目标:回溯法的求解目标是找出解空间树中满足约束条件的所有解,而分支限界法的求解目标则是找出满足约束条件的一个解,或是在满足约束条件的解中找出在某种意义下的最优解。 2)搜索方式的不同:回溯法以深度优先的方式搜索解空间树,而分支限界法则以广度优先或以最小耗费优先的方式搜索解空间树。 2、分支限界法基本思想: 分支限界法常以广度优先或以最小耗费(最大效益)优先的方式搜索问题的解空间树。 在分支限界法中,每一个活结点只有一次机会成为扩展结点。活结点一旦成为扩展结点,就一次性产生其所有儿子结点。在这些儿子结点中,导致不可行解或导致非最优解的儿子结点被舍弃,其余儿子结点被加入活结点表中。

此后,从活结点表中取下一结点成为当前扩展结点,并重复上述结点扩展过程。这个过程一直持续到找到所需的解或活结点表为空时为止。 3、常见的两种分支限界法: 1)队列式(FIFO)分支限界法 按照队列先进先出(FIFO)原则选取下一个节点为扩展节点。 2)优先队列式分支限界法 按照优先队列中规定的优先级选取优先级最高的节点成为当前扩展节点。 四、程序代码 #include using namespace std; int matrix[100][100]; // 邻接矩阵 bool visited[100]; // 标记数组 int dist[100]; // 源点到顶点i的最短距离 int path[100]; // 记录最短路的路径 int source; // 源点 int vertex_num; // 顶点数 int edge_num; // 边数 int destination; // 终结点 void Dijkstra(int source) { memset(visited, 0, sizeof(visited)); // 初始化标记数组 visited[source] = true; for (int i = 0; i < vertex_num; i++) { dist[i] = matrix[source][i]; path[i] = source; } int min_cost; // 权值最小 int min_cost_index; // 权值最小的下标 for (int i = 1; i < vertex_num; i++) // 找到源点到另外 vertex_num-1 个点的最短路径{ min_cost = INT_MAX;

最短路径实验报告

云南财经大学信息学院学生综合性与设计性实验报告 (2013—2014 学年第 2 学期) 周次:第7周日期:2014年 4 月 17 日地点: 一、实验内容与目的 1.内容 查看“最短路径.swf”,选择熟悉的程序设计语言定义有向图,根据动画演示求取从有向图任一结点到其他结点的最短路径。 2.实验目的 了解最短路径的概论,掌握求最短路径的方法。 二、实验原理或技术路线(可使用流程图描述) 实验原理:(李燕妮负责设计,周丽琼负责编程) 图是由结点的有穷集合V和边的集合E组成,求最短路径用迪杰斯特拉算法: 1)适用条件&范围: a) 单源最短路径(从源点s到其它所有顶点v); b) 有向图&无向图(无向图可以看作(u,v),(v,u)同属于边集E的有向图) c) 所有边权非负(任取(i,j)∈E都有Wij≥0); 2)算法描述: a)初始化:dis[v]=maxint(v∈V,v≠s); dis[s]=0; pre[s]=s; S={s}; b)For i:=1 to n 1.取V-S中的一顶点u使得dis[u]=min{dis[v]|v∈V-S}

2.S=S+{u} 3.For V-S中每个顶点v do Relax(u,v,Wu,v) c)算法结束:dis[i]为s到i的最短距离;pre[i]为i的前驱节点 三、实验环境条件(使用的软件环境) Microsoft Visual C++6.0 四、实验方法、步骤(列出程序代码或操作过程) /*本程序的功能是求图中任意两点间的最短路径*/ #include #include #include #include #define ING 9999 typedef struct ArcCell{ int adj; /*顶点关系类型,用1表示相邻,0表示不相邻*/ }ArcCell,**AdjMatrix; /*邻接矩阵*/ typedef struct type{ char data[3]; /*顶点值*/ }VertexType; typedef struct{ VertexType *vexs; /*顶点向量*/ AdjMatrix arcs; /*邻接矩阵*/ int vexnum,arcnum; /*图的顶点数和边数*/ }MGraph; /*初始图*/ void InitGraph(MGraph *G) { int i,nu,mu; printf("\n输入顶点的个数和(边)弧的个数:"); scanf("%d %d",&nu,&mu); G->arcs=(ArcCell **)malloc(nu*sizeof(ArcCell *)); for(i=0;iarcs[i]=(ArcCell *)malloc(nu*sizeof(ArcCell)); G->vexs=(VertexType *)malloc(nu*sizeof(VertexType)); /*分配顶点空间*/ G->vexnum=nu;G->arcnum=mu; /*图的顶点数和边数*/ }

南京邮电大学算法设计实验报告——动态规划法

实验报告 (2009/2010学年第一学期) 课程名称算法分析与设计A 实验名称动态规划法 实验时间2009 年11 月20 日指导单位计算机学院软件工程系 指导教师张怡婷 学生姓名丁力琪班级学号B07030907 学院(系) 计算机学院专业软件工程

实验报告 实验名称动态规划法指导教师张怡婷实验类型验证实验学时2×2实验时间2009-11-20一、实验目的和任务 目的:加深对动态规划法的算法原理及实现过程的理解,学习用动态规划法解决实际应用中的最长公共子序列问题。 任务:用动态规划法实现求两序列的最长公共子序列,其比较结果可用于基因比较、文章比较等多个领域。 要求:掌握动态规划法的思想,及动态规划法在实际中的应用;分析最长公共子序列的问题特征,选择算法策略并设计具体算法,编程实现两输入序列的比较,并输出它们的最长公共子序列。 二、实验环境(实验设备) 硬件:计算机 软件:Visual C++

三、实验原理及内容(包括操作过程、结果分析等) 1、最长公共子序列(LCS)问题是:给定两个字符序列X={x1,x2,……,x m}和Y={y1,y2,……,y n},要求找出X和Y的一个最长公共子序列。 例如:X={a,b,c,b,d,a,b},Y={b,d,c,a,b,a}。它们的最长公共子序列LSC={b,c,d,a}。 通过“穷举法”列出所有X的所有子序列,检查其是否为Y的子序列并记录最长公共子序列并记录最长公共子序列的长度这种方法,求解时间为指数级别的,因此不可取。 2、分析LCS问题特征可知,如果Z={z1,z2,……,z k}为它们的最长公共子序列,则它们一定具有以下性质: (1)若x m=y n,则z k=x m=y n,且Z k-1是X m-1和Y n-1的最长公共子序列; (2)若x m≠y n且x m≠z k,则Z是X m-1和Y的最长公共子序列; (3)若x m≠y n且z k≠y n,则Z是X和Y的最长公共子序列。 这样就将求X和Y的最长公共子序列问题,分解为求解较小规模的问题: 若x m=y m,则进一步分解为求解两个(前缀)子字符序列X m-1和Y n-1的最长公共子序列问题; 如果x m≠y n,则原问题转化为求解两个子问题,即找出X m-1和Y的最长公共子序列与找出X 和Y n-1的最长公共子序列,取两者中较长者作为X和Y的最长公共子序列。 由此可见,两个序列的最长公共子序列包含了这两个序列的前缀的最长公共子序列,具有最优子结构性质。 3、令c[i][j]保存字符序列X i={x1,x2,……,x i}和Y j={y1,y2,……,y j}的最长公共子序列的长度,由上述分析可得如下递推式: 0 i=0或j=0 c[i][j]= c[i-1][j-1]+1 i,j>0且x i=y j max{c[i][j-1],c[i-1][j]} i,j>0且x i≠y j 由此可见,最长公共子序列的求解具有重叠子问题性质,如果采用递归算法实现,会得到一个指数时间算法,因此需要采用动态规划法自底向上求解,并保存子问题的解,这样可以避免重复计算子问题,在多项式时间内完成计算。 4、为了能由最优解值进一步得到最优解(即最长公共子序列),还需要一个二维数组s[][],数组中的元素s[i][j]记录c[i][j]的值是由三个子问题c[i-1][j-1]+1,c[i][j-1]和c[i-1][j]中的哪一个计算得到,从而可以得到最优解的当前解分量(即最长公共子序列中的当前字符),最终构造出最长公共子序列自身。

单源最短路径的Dijkstra算法

单源最短路径的Dijkstra算法: 问题描述: 给定一个带权有向图G=(V,E),其中每条边的权是非负实数。另外,还给定V中的一个顶点,称为源。现在要计算从源到所有其他各顶点的最短路长度。这里路的长度是指路上各边权之和。这个问题通常称为单源最短路径问题。 算法描述: Dijkstra算法是解单源最短路径的一个贪心算法。基本思想是:设置顶点集合S并不断地做贪心选择来扩充这个集合。一个顶点属于S当且仅当从源到该顶点的最短路径长度已知。初始时,S中仅含有源。设u是G的某一个顶点,把从源到u且中间只经过S中顶点的路称为从源到u的特殊路径,并用数组dist记录当前每个顶点所对应的最短特殊路径长度。Dijkstra算法每次从V-S中取出具有最短特殊路长度的顶点u,将u添加到S中,同时对数组dist做必要的修改。一旦S包含了所有V中顶点,dist就记录了从源到所有其他顶点之间的最短路径长度。 源代码: #include #define MAX 1000 #define LEN 100 int k=0, b[LEN];

using namespace std; //-------------------------------------数据声明------------------------------------------------//c[i][j]表示边(i,j)的权 //dist[i]表示当前从源到顶点i的最短特殊路径长度 //prev[i]记录从源到顶点i的最短路径上的i的前一个顶点 //--------------------------------------------------------------------------------------------- void Dijkstra(int n, int v, int dist[], int prev[], int c[][LEN]) { bool s[LEN]; // 判断是否已存入该点到S集合中 for (int i = 1; i <= n; i++) { dist[i] = c[v][i]; s[i] = false; //初始都未用过该点 if (dist[i] == MAX) prev[i] = 0; //表示v到i前一顶点不存在 else prev[i] = v; } dist[v] = 0; s[v] = true;

最短路径_Dijkstra算法__实验报告

实验六:编程实现Dijkstra 算法求最短路问题. 1.需求分析: 首先让用户输入一个带权的有向图,输入时可通过一对一对输入存在弧的两个弧头与弧尾顶点以及弧上的权值从而输入整个有向图。用户输入一对对弧后,我们可以采用数组的形式来进行存储每个顶点之间的权值,最后由用户输入该有向图的源点(即每个最短路径的起点),要求源点必须为刚才输入的各顶点中的某一个,如果用户输入错误,程序要给出错误信息提示并退出程序。然后,我们可以设计一个Graph这样的类,将对关系的各种操作放入其中,然后我们在主函数中调运这个类就可以实现最短路问题的求解了。 2.概要设计: ①.构造一个新的类Graph: class Graph { private: int arcs[MAX][MAX],Path[MAX][MAX],D[MAX]; int arcnum,vexnum,weight,v0; Type a,b,vexs[MAX]; public: void Creat_Graph(); void Show_ShortestPath(); void ShortestPath_DIJ(); }; ②.结构化调用类中方法的主函数: int main() { Graph G; G.Creat_Graph(); G.ShortestPath_DIJ(); G.Show_ShortestPath(); return 0; } 3.代码实现: #include #define MAX 100 #define INFINITY INT_MAX enum BOOL{FALSE,TRUE}; using namespace std; template class Graph {

算法与设计实验报告

算法与分析实验报告软件工程专业 安徽工业大学 指导老师:许精明

实验内容 1:杨辉三角 2:背包问题 3:汉诺塔问题 一:实验目的 1:掌握动态规划算法的基本思想,学会用其解决实际问题。 2:通过几个基本的实验,提高算法分析与设计能力,提高动手操作能力和培养良好的编程习惯。 二:实验内容 1:杨辉三角 2:背包问题 3:汉诺塔问题 实验一:杨辉三角

问题分析: ①每行数字左右对称,由1开始逐渐变大,然后变小,回到1。 ②第n行数之和为2^n。 ③下一行每个数字等于上一行的左右两个数字之和。 算法设计及相关源代码: public void yanghui(int n) { int[] a = new int[n]; if(n==1){ System.out.println(1); }else if(n==2) { System.out.print(1 + " " +1); }else{ a[1]=1; System.out.println(a[1]); a[2]=1;

System.out.println(a[1]+" "+a[2]); for(int i=3;i<=n;i++){ a[1]=a[i]=1; for(int j=i-1;j>1;j--){ a[j]=a[j]+a[j-1]; } for(int j=1;j<=i;j++){ System.out.print(a[j]+" "); } System.out.println(); } } } 实验结果:n=10 实验二:0-1背包问题 问题分析::令V(i,j)表示在前i(1<=i<=n)个物品中能够装入容量为就 j(1<=j<=C)的背包中的物品的最大价值,则可以得到如下的动态规划函数: (1) V(i,0)=V(0,j)=0 (2) V(i,j)=V(i-1,j) j

实验四图的最短路径弗洛伊德算法实现

数据结构与算法课程实验报告实验四:图的相关算法应用 姓名:王连平 班级:09信科2班 学号:I09630221

实验四图的相关算法应用 一、实验内容 求有向网络中任意两点之间的最短路。 二、实验目的 掌握图和网络的定义,掌握图的邻接矩阵、邻接表和十字链表等存储表示。掌握图的深度和广度遍历算法,掌握求网络的最短路的标号法和floyd算法。 三、问题描述 对于下面一张若干个城市以及城市间距离的地图,从地图中所有可能的路径中求出任意两个城市间的最短距离及路径,给出任意两个城市间的最短距离值及途径的各个城市。 四、问题的实现 4.1数据结构的抽象数据类型定义和说明 1) typedef struct ArcCell{//储存弧信息 int Distance; ArcCell *info;//此项用来保存弧信息,,在本实验中没有相关信息要保存 }ArcCell,AdjMatrix[ MAX_VERTEX_NUM][ MAX_VERTEX_NUM]; typedef struct{//储存顶点信息 string vexs[ MAX_VERTEX_NUM];//顶点向量

AdjMatrix arcs;//邻接矩阵 int vexnum , arcnum;//图的当前顶点数和弧数 }MGraph; 顶点信息和弧信息都是用来建立一个有向网G 2) d[v][w];//G中各对顶点的带权长度 若P[v][w][u]为TRUE,则u是从v到w当前求得最短路径上的顶点 4.2主要的实现思路 首先通过一个函数(CreateDN)建立图的邻接矩阵储存方式,一次输入某条弧的起点,终点,和权值。通过调用Locate函数来找到该弧在邻接矩阵中的相应位置。 其次运用弗洛伊德算法来求各定点的最短路劲,具体思路为:如果从v到w有弧,则存在一条长度为arcs[v][w]的路径,该路径不一定是最短路径。考虑路径(v,u,w)是否存在,若存在,比较(v,w)和(v,u,w)的长度,取较短者为从v到w的中间点序号不大于0的最短路径。以此类推,每次增加一个点,从而求出任意两点间的最短路径。这样,经过n次比较后,所求得的必为从v到w的最短路径。按此方法,可以同时求得任意两点间的最短路径。 五、主要源程序代码(包含程序备注) #include #include using namespace std; #define INfinity 10000//最大值 # define MAX_VERTEX_NUM 10//最大顶点数 typedef struct ArcCell{//储存弧信息 int Distance; ArcCell *info; }ArcCell,AdjMatrix[ MAX_VERTEX_NUM][ MAX_VERTEX_NUM]; typedef struct{//储存顶点信息 string vexs[ MAX_VERTEX_NUM];//顶点向量 AdjMatrix arcs;//邻接矩阵 int vexnum , arcnum;//图的当前顶点数和弧数 }MGraph; int Locate(MGraph &G,string v) { int a=0; for (int i=0;i

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