⑴ 图论中,求欧拉路径的算法有哪些
首先要根据欧拉路径的存在条件来判断一个图是否存在欧拉路径,判断条件为如下3条
对于一个无向图,如果它每个点的度都是偶数,那么它存在一条欧拉回路;
如果有且仅有2个点的度为奇数,那么它存在一条欧拉路;
如果超过2个点的度为奇数,那么它就不存在欧拉路了。
然后可以用Fleury算法求欧拉路径,可以参照
http://www.cnblogs.com/Lyush/archive/2013/04/22/3036659.html
⑵ 简介图论算法
图论101
图论是数学的一个非常广泛的分支,非常适用于现实世界中的问题。 最初,图论是"发明"来解决现实问题的,此后,它像所有其他数学分支一样,被抽象数学家所劫持。
在本教程和后续教程中,我们将介绍一些图论算法及其在python中的实现。 现在,回到主题。
简而言之,图是一组顶点/节点和边。 如果您对" set"不满意,请用collection代替。
在上图中,顶点/节点将是人物。
顶点是图的基本单位。 它几乎可以代表任何实体,通常以圆圈表示。
在上图中,连接人的线是边。
顶点之间的线或连接称为边。 它可以表示顶点之间的任何类型的关系。
边上具有方向的图称为有向图。 它可以用来显示与前辈(从父母到孩子的箭头)或祖先(从孩子到父母的箭头)的关系。
边上没有方向的边的图称为无向图。 它可用于显示双向道路。
边上带有数字的图形,代表交易成本,旅途公平,城市之间的距离等。它可以具有任何类型的边。
没有循环的无向图是一棵树。 在这里,循环意味着只有一种方法可以通过跟随给定其他节点的边缘来到达节点。
一棵树的所有节点都通过一条边连接到其他某个节点,并且有N个节点的N-1个边。
表示图形的方法有很多,最常见的两种是:
假设图中有N个节点。 我们可以使用具有N行和N列的矩阵来表示它,其中该矩阵的行和列将代表一个节点,并且其中的条目代表有向边(有或没有权重)。
它们形成代表行的节点到代表列的节点。 通常,0或无穷大用于表示节点之间没有边缘。 在Python中,邻接矩阵可以表示为:
类似地,对于N个节点的图,我们可以使用邻接表来表示该图,其中节点的所有边都保留在元组列表(节点,权重)中。 在python中,它可以表示为:
我使用嵌套字典(这就是我所说的)和带集合的字典(如果节点没有权重的边)来表示图。
在下一篇文章中,我将使用不同的方法发布精心设计的图类的Python代码,我们将使用该代码来实现图算法。
(本文翻译自sleepingFish的文章《Graph Theory Algorithms "Simplified"》,参考:https://medium.com/better-programming/graph-theory-algorithms-simplified-9a6868cc222)
⑶ 谁有数学建模十大算法的详细介绍啊
1、蒙特卡罗算法(该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,
同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性,是比赛时必用的方法)
2、数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法(比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,
而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用Matlab作为工具)
3、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题(建模竞赛大多数问题属于最优化问题,
很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、Lingo软件实现)
4、图论算法(这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,
涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备)
5、动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法(这些算法是算法设计中比较常用的方法,很多场合可以用到竞赛中)
6、最优化理论的三大非经典算法:模拟退火法、神经网络、遗传算法
(这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的算法,对于有些问题非常有帮助,
但是算法的实现比较困难,需慎重使用)
7、网格算法和穷举法(网格算法和穷举法都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛题中有应用,
当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具)
8、一些连续离散化方法(很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计算机只认的是离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的)
9、数值分析算法(如果在比赛中采用高级语言进行编程的话,那一些数值分析中常用的算法比
如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用)
10、图象处理算法(赛题中有一类问题与图形有关,即使与图形无关,论文中也应该要不乏图片的,
这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用Matlab进行处理)
⑷ 求解:图论中常见的最短路径算法有几种都是什么
主要是有三种、、
第一种是最直接的贪心dijkstra算法、、可以利用堆数据结构进行优化、、缺点就是不能求有负权的最短路与判断负环、、
第二种是bellman-ford算法、、根据松弛操作的性质是可以来判断负环的、、时间复杂度是O(nm)的、、
第三种是SPFA算法、、把他单独拿出来作为一种算法并不是非常好的、、他的实质应该是上面的bellman-ford算法的队列优化时间复杂度更低、O(KE)、K的值约等于2、、
⑸ 图论中常见的最短路径算法有几种都是什么
主要是有三种、、
第一种是最直接的贪心dijkstra算法、、可以利用堆数据结构进行优化、、缺点就是不能求有负权的最短路与判断负环、、
第二种是bellman-ford算法、、根据松弛操作的性质是可以来判断负环的、、时间复杂度是O(nm)的、、
第三种是SPFA算法、、把他单独拿出来作为一种算法并不是非常好的、、他的实质应该是上面的bellman-ford算法的队列优化时间复杂度更低、O(KE)、K的值约等于2、、
⑹ 图遍历算法之最短路径Dijkstra算法
最短路径问题是图论研究中一个经典算法问题,旨在寻找图中两节点或单个节点到其他节点之间的最短路径。根据问题的不同,算法的具体形式包括:
常用的最短路径算法包括:Dijkstra算法,A 算法,Bellman-Ford算法,SPFA算法(Bellman-Ford算法的改进版本),Floyd-Warshall算法,Johnson算法以及Bi-direction BFS算法。本文将重点介绍Dijkstra算法的原理以及实现。
Dijkstra算法,翻译作戴克斯特拉算法或迪杰斯特拉算法,于1956年由荷兰计算机科学家艾兹赫尔.戴克斯特拉提出,用于解决赋权有向图的 单源最短路径问题 。所谓单源最短路径问题是指确定起点,寻找该节点到图中任意节点的最短路径,算法可用于寻找两个城市中的最短路径或是解决着名的旅行商问题。
问题描述 :在无向图 中, 为图节点的集合, 为节点之间连线边的集合。假设每条边 的权重为 ,找到由顶点 到其余各个节点的最短路径(单源最短路径)。
为带权无向图,图中顶点 分为两组,第一组为已求出最短路径的顶点集合(用 表示)。初始时 只有源点,当求得一条最短路径时,便将新增顶点添加进 ,直到所有顶点加入 中,算法结束。第二组为未确定最短路径顶点集合(用 表示),随着 中顶点增加, 中顶点逐渐减少。
以下图为例,对Dijkstra算法的工作流程进行演示(以顶点 为起点):
注:
01) 是已计算出最短路径的顶点集合;
02) 是未计算出最短路径的顶点集合;
03) 表示顶点 到顶点 的最短距离为3
第1步 :选取顶点 添加进
第2步 :选取顶点 添加进 ,更新 中顶点最短距离
第3步 :选取顶点 添加进 ,更新 中顶点最短距离
第4步 :选取顶点 添加进 ,更新 中顶点最短距离
第5步 :选取顶点 添加进 ,更新 中顶点最短距离
第6步 :选取顶点 添加进 ,更新 中顶点最短距离
第7步 :选取顶点 添加进 ,更新 中顶点最短距离
示例:node编号1-7分别代表A,B,C,D,E,F,G
(s.paths <- shortest.paths(g, algorithm = "dijkstra"))输出结果:
(s.paths <- shortest.paths(g,4, algorithm = "dijkstra"))输出结果:
示例:
找到D(4)到G(7)的最短路径:
[1] 维基网络,最短路径问题: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%80%E7%9F%AD%E8%B7%AF%E9%97%AE%E9%A2%98 ;
[2]CSDN,Dijkstra算法原理: https://blog.csdn.net/yalishadaa/article/details/55827681 ;
[3]RDocumentation: https://www.rdocumentation.org/packages/RNeo4j/versions/1.6.4/topics/dijkstra ;
[4]RDocumentation: https://www.rdocumentation.org/packages/igraph/versions/0.1.1/topics/shortest.paths ;
[5]Pypi: https://pypi.org/project/Dijkstar/
⑺ 经典树与图论(最小生成树、哈夫曼树、最短路径问题---Dijkstra算法)
最小生成树:在连通网的所有生成树中,所有边的代价和最小的生成树,称为最小生成树。
1.Kruskal算法
此算法可以称为“加边法”,初始最小生成树边数为0,每迭代一次就选择一条满足条件的最小代价边,加入到最小生成树的边集合里。
Prim算法
此算法可以称为“加点法”,每次迭代选择代价最小的边对应的点,加入到最小生成树中。算法从某一个顶点s开始,逐渐长大覆盖整个连通网的所有顶点。
1.图的所有顶点集合为VV;初始令集合u={s},v=V−uu={s},v=V−u;
2.在两个集合u,vu,v能够组成的边中,选择一条代价最小的边(u0,v0)(u0,v0),加入到最小生成树中,并把v0v0并入到集合u中。
3.重复上述步骤,直到最小生成树有n-1条边或者n个顶点为止。
哈夫曼树又称最优二叉树。它是 n 个带权叶子结点构成的所有二叉树中,带权路径长度 WPL 最小的二叉树。
假设有n个权值,则构造出的哈夫曼树有n个叶子结点。 n个权值分别设为 w1、w2、…、wn,则哈夫曼树的构造规则为:
(1) 将w1、w2、…,wn看成是有n 棵树的森林(每棵树仅有一个结点);
(2) 在森林中选出两个根结点的权值最小的树合并,作为一棵新树的左、右子树,且新树的根结点权值为其左、右子树根结点权值之和;
(3)从森林中删除选取的两棵树,并将新树加入森林;
(4)重复(2)、(3)步,直到森林中只剩一棵树为止,该树即为所求得的哈夫曼树。
注意:为了使得到的哈夫曼树的结构尽量唯一,通常规定生成的哈夫曼树中每个结点的左子树根结点的权小于等于右子树根结点的权。
在电报通信中,电文是以二进制的0、1序列传送的,每个字符对应一个二进制编码,为了缩短电文的总长度,采用不等长编码方式,构造哈夫曼树,
将每个字符的出现频率作为字符结点的权值赋予叶子结点,每个分支结点的左右分支分别用0和1编码,从树根结点到每个叶子结点的路径上
所经分支的0、1编码序列等于该叶子结点的二进制编码。如上文所示的哈夫曼编码如下:
最短路径问题介绍
问题解释:
从图中的某个顶点出发到达另外一个顶点的所经过的边的权重和最小的一条路径,称为最短路径。
初始状态:S是已计算出最短路径的顶点集合,U是未计算除最短路径的顶点的集合!
第1步:将顶点D加入到S中。
此时,S={D(0)}, U={A(∞),B(∞),C(3),E(4),F(∞),G(∞)}。 注:C(3)表示C到起点D的距离是3。
第2步:将顶点C加入到S中。
上一步操作之后,U中顶点C到起点D的距离最短;因此,将C加入到S中,同时更新U中顶点的距离。以顶点F为例,之前F到D的距离为∞;但是将C加入到S之后,F到D的距离为9=(F,C)+(C,D)。
此时,S={D(0),C(3)}, U={A(∞),B(23),E(4),F(9),G(∞)}。
第3步:将顶点E加入到S中。
上一步操作之后,U中顶点E到起点D的距离最短;因此,将E加入到S中,同时更新U中顶点的距离。还是以顶点F为例,之前F到D的距离为9;但是将E加入到S之后,F到D的距离为6=(F,E)+(E,D)。
此时,S={D(0),C(3),E(4)}, U={A(∞),B(23),F(6),G(12)}。
第4步:将顶点F加入到S中。
此时,S={D(0),C(3),E(4),F(6)}, U={A(22),B(13),G(12)}。
第5步:将顶点G加入到S中。
此时,S={D(0),C(3),E(4),F(6),G(12)}, U={A(22),B(13)}。
第6步:将顶点B加入到S中。
此时,S={D(0),C(3),E(4),F(6),G(12),B(13)}, U={A(22)}。
第7步:将顶点A加入到S中。
此时,S={D(0),C(3),E(4),F(6),G(12),B(13),A(22)}。
此时,起点D到各个顶点的最短距离就计算出来了:A(22) B(13) C(3) D(0) E(4) F(6) G(12)。