A. 路由演算法的類型有
靜態路由演算法
1.Dijkstra演算法(最短路徑演算法)
Dijkstra(迪傑斯特拉)演算法是典型的單源最短路徑演算法,用於計算一個節點到其他所有節點的最短路徑。主要特點是以起始點為中心向外層層擴展,直到擴展到終點為止。Dijkstra演算法是很有代表性的最短路徑演算法,在很多專業課程中都作為基本內容有詳細的介紹,如數據結構,圖論,運籌學等等。Dijkstra一般的表述通常有兩種方式,一種用永久和臨時標號方式,一種是用OPEN,CLOSE表的方式,這里均採用永久和臨時標號的方式。注意該演算法要求圖中不存在負權迴路。
Dijkstra演算法執行步驟如下:
步驟一:路由器建立一張網路圖,並且確定源節點和目的節點,在這個例子里我們設為V1和V2。然後路由器建立一個矩陣,稱為「鄰接矩陣」。在這個矩陣中,各矩陣元素表示權值。例如,[i,j]是節點Vi與Vj之間的鏈路權值。如果節點Vi與Vj之間沒有鏈路直接相連,它們的權值設為「無窮大」。
步驟二:路由器為網路中的每一個節點建立一組狀態記錄。此記錄包括三個欄位:
前序欄位———表示當前節點之前的節點。
長度欄位———表示從源節點到當前節點的權值之和。
標號欄位———表示節點的狀態。每個節點都處於一個狀態模式:「永久」或「暫時」。
步驟三:路由器初始化(所有節點的)狀態記錄集參數,將它們的長度設為「無窮大」,標號設為「暫時」。
步驟四:路由器設置一個T節點。例如,如果設V1是源T節點,路由器將V1的標號更改為「永久」。當一個標號更改為「永久」後,它將不再改變。一個T節點僅僅是一個代理而已。
步驟五:路由器更新與源T節點直接相連的所有暫時性節點的狀態記錄集。
步驟六:路由器在所有的暫時性節點中選擇距離V1的權值最低的節點。這個節點將是新的T節點。
步驟七:如果這個節點不是V2(目的節點),路由器則返回到步驟5。
步驟八:如果節點是V2,路由器則向前回溯,將它的前序節點從狀態記錄集中提取出來,如此循環,直到提取到V1為止。這個節點列表便是從V1到V2的最佳路由。
2.擴散法
事先不需要任何網路信息;路由器把收到的每一個分組,向除了該分組到來的線路外的所有輸出線路發送。將來會有多個分組的副本到達目的地端,最先到達的,可能是走了「最優」的路徑常見的擴散法是選擇性擴散演算法。
3.LS演算法
採用LS演算法時,每個路由器必須遵循以下步驟:
步驟一:確認在物理上與之相連的路由器並獲得它們的IP地址。當一個路由器開始工作後,它首先向整個網路發送一個「HELLO」分組數據包。每個接收到數據包的路由器都將返回一條消息,其中包含它自身的IP地址。
步驟二:測量相鄰路由器的延時(或者其他重要的網路參數,比如平均流量)。為做到這一點,路由器向整個網路發送響應分組數據包。每個接收到數據包的路由器返回一個應答分組數據包。將路程往返時間除以2,路由器便可以計算出延時。(路程往返時間是網路當前延遲的量度,通過一個分組數據包從遠程主機返回的時間來測量。)該時間包括了傳輸和處理兩部分的時間——也就是將分組數據包發送到目的地的時間以及接收方處理分組數據包和應答的時間。
步驟三:向網路中的其他路由器廣播自己的信息,同時也接收其他路由器的信息。
在這一步中,所有的路由器共享它們的知識並且將自身的信息廣播給其他每一個路由器。這樣,每一個路由器都能夠知道網路的結構以及狀態。
步驟四:使用一個合適的演算法,確定網路中兩個節點之間的最佳路由。
B. 為什麼八數碼問題用a*演算法求解合適
其實A*演算法也是一種最好優先的演算法只不過要加上一些約束條件罷了。由於在一些問題求解時,我們希望能夠求解出狀態空間搜索的最短路徑,也就是用最快的方法求解問題,A*就是干這種事情的!我們先下個定義,如果一個估價函數可以找出最短的路徑,我們稱之為可採納性。A*演算法是一個可採納的最好優先演算法。A*演算法的估價函數可表示為:f'(n)=g'(n)+h'(n)這里,f'(n)是估價函數,g'(n)是起點到節點n的最短路徑值,h'(n)是n到目標的最短路經的啟發值。由於這個f'(n)其實是無法預先知道的,所以我們用前面的估價函數f(n)做近似。g(n)代替g'(n),但g(n)>=g'(n)才可(大多數情況下都是滿足的,可以不用考慮),h(n)代替h'(n),但h(n)<=h'(n)才可(這一點特別的重要)。可以證明應用這樣的估價函數是可以找到最短路徑的,也就是可採納的。我們說應用這種估價函數的最好優先演算法就是A*演算法。舉一個例子,其實廣度優先演算法就是A*演算法的特例。其中g(n)是節點所在的層數,h(n)=0,這種h(n)肯定小於h'(n),所以由前述可知廣度優先演算法是一種可採納的。實際也是。當然它是一種最臭的A*演算法。再說一個問題,就是有關h(n)啟發函數的信息性。h(n)的信息性通俗點說其實就是在估計一個節點的值時的約束條件,如果信息越多或約束條件越多則排除的節點就越多,估價函數越好或說這個演算法越好。這就是為什麼廣度優先演算法的那麼臭的原因了,誰叫它的h(n)=0,一點啟發信息都沒有。但在游戲開發中由於實時性的問題,h(n)的信息越多,它的計算量就越大,耗費的時間就越多。就應該適當的減小h(n)的信息,即減小約束條件。但演算法的准確性就差了,這里就有一個平衡的問題。