Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
lab2.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
10.11.2019
Размер:
783.36 Кб
Скачать

Минимальные пути (маршруты) в нагруженных ориентированных графах (неориентированных графах)

Алгоритм Форда-Беллмана нахождения минимального пути в нагруженном графе D из v1 в vi1 (i1≠l):

Шаг 1. Если , то вершина не достижима из v1 (предполагаем, что все величины l(х), х Х, конечны). В этом случае работа алгоритма заканчивается.

Шаг 2. Пусть . Тогда число выражает длину любого минимального пути из v1 в vi1 в нагруженном орграфе D. Определим минимальное число k1>l, при котором выполняется равенство . По определению чисел получаем, что k1 — минимальное число дуг в пути среди всех минимальных путей из V1 в в нагруженном орграфе D.

Шаг 3. Последовательно определяем номера i2,...,ik1+1 такие, что

Складывая равенства (9.14) и учитывая (9.15), имеем l(v1,vk1 ,,..,vi2,vi1)= . Заметим, что в этом пути ровно k1 дуг. Следовательно, мы определили путь с минимальным числом дуг среди всех минимальных путей из v1 в vi1 в нагруженном орграфе D.

Номера i2,i3,...,ik1, удовлетворяющие (9.14), вообще говоря, могут быть выделены неоднозначно. Эта неоднозначность соответствует случаям, когда существует несколько различных путей из v1 в vi1 в нагруженном орграфе D.

Пример. Определим минимальный путь из v1 в v6 в нагруженном орграфе D, изображенном на рис., около каждой дуги которого указана ее длина.

Рис.

Таблица

Составим матрицу C(D) длин дуг нагруженного графа D. Эта матрица представлена в таблице. Справа от матрицы C(D) припишем шесть столбцов, которые будем определять, используя рекуррентное соотношение. Величина выражает длину минимального пути из v1 в v6 в нагруженном орграфе D. Найдем минимальное число k1>i, при котором выполняется равенство . Из таблицы получаем, что k1=4. Таким образом, минимальное число дуг в пути среди всех минимальных путей из v1 в v6 в нагруженном орграфе D равняется 4. Определим теперь последовательность номеров, удовлетворяющих (9.14). Из таблицы получаем, что в качестве такой последовательности надо взять номера 6, 2, 3, 5, 1, так как

Тогда v1v5v3v2v6 - искомый минимальный путь из v1 в v6 в нагруженном орграфе D, причем он содержит минимальное число дуг среди всех возможных минимальных путей из v1 в v6.

Практические задания

1) Определить путь из v1 в v7 минимальной длины в нагруженном орграфе, заданной матрицей длин дуг.

2) С помощью алгоритма определить минимальное остовное дерево нагруженного графа.

3) Найти маршрут из v1 в v7 с минимальным числом ребер в ориентированном графе.

Вариант № 1

1

4

5

13

0

2

0

0

3

4

0

0

0

0

1

1

0

0

9

3

11

2

0

6

4

5

0

3

1

0

1

0

0

1

1

7

4

6

0

6

0

9

11

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1)

2

2)

0

4

9

0

0

5

7

3)

0

0

0

1

1

1

0

7

2

5

1

3

5

11

0

0

1

7

1

0

0

1

0

1

0

1

4

0

0

5

1

0

0

0

1

1

1

0

0

0

6

8

0

3

0

7

7

0

0

1

1

0

0

1

1

0

Вариант № 2

7

5

1

0

0

8

7

3

0

5

0

0

0

0

1

1

0

4

1

4

0

0

0

3

6

0

0

1

0

1

0

1

0

1

3

1

2

8

0

0

2

7

0

5

1

1

0

1

1

0

0

1)

4

2)

7

3

2

0

11

9

0

3)

0

0

1

0

1

1

0

1

3

6

7

11

0

0

6

1

0

0

1

0

1

0

2

9

0

0

0

9

0

0

4

0

0

1

0

1

0

0

6

4

5

0

5

0

6

4

0

1

0

1

1

0

0

1

Вариант № 3

5

1

8

0

5

0

3

11

0

0

0

0

0

1

0

1

0

2

5

0

7

0

3

0

0

0

1

1

0

1

0

1

3

11

0

7

0

0

8

5

9

1

1

0

1

1

1

0

1)

1

2

2)

3

0

0

0

2

0

0

3)

1

0

0

0

1

0

0

2

3

11

3

8

2

0

6

0

1

0

1

1

0

1

0

7

3

4

6

0

0

5

0

6

0

4

0

0

0

1

1

0

0

6

5

0

0

9

0

0

4

0

0

1

1

1

1

0

0

Вариант № 4

1

4

6

12

0

4

7

12

3

11

0

0

1

0

1

1

0

0

2

7

11

4

0

5

9

14

0

0

1

0

1

1

1

0

0

7

4

5

7

5

0

6

5

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1)

2

2)

12

9

6

0

4

0

5

3)

0

1

0

0

1

1

0

7

2

2

9

3

14

5

4

0

2

1

1

0

1

0

1

1

0

1

11

0

0

0

2

0

8

0

1

1

0

0

0

1

6

8

0

0

0

5

1

8

0

0

1

0

1

0

0

1

Вариант № 5

¥

4

¥

11

8

¥

¥

0

3

8

9

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

¥

¥

9

7

3

¥

¥

3

0

5

0

4

0

0

1

0

1

0

1

0

0

¥

¥

¥

¥

3

1

2

8

5

0

7

11

0

4

1

0

0

1

0

1

0

1)

¥

¥

1

¥

¥

¥

¥

2)

9

0

7

0

0

0

5

3)

0

1

1

0

0

0

0

¥

¥

¥

¥

¥

2

¥

0

4

11

0

0

7

9

0

0

1

0

1

0

1

¥

¥

¥

1

¥

¥

9

0

0

0

0

7

0

6

1

0

0

0

0

0

1

6

¥

¥

¥

4

¥

¥

0

0

4

5

9

6

0

1

1

0

1

0

0

0

Вариант № 6

¥

5

1

¥

8

¥

¥

0

4

0

0

5

4

0

1

1

1

0

0

1

0

¥

¥

¥

¥

3

¥

¥

4

0

8

6

5

0

4

0

0

1

0

0

1

0

¥

2

¥

¥

¥

¥

14

0

8

0

7

9

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1)

¥

¥

1

¥

¥

¥

2

2)

0

6

7

0

0

3

2

3)

1

0

1

0

1

0

1

¥

¥

¥

7

¥

1

¥

5

5

9

0

0

11

8

0

1

1

1

0

0

1

7

¥

3

5

¥

¥

9

4

0

0

3

11

0

0

0

0

1

1

1

1

0

6

5

¥

¥

¥

¥

¥

0

4

0

2

8

0

0

1

0

0

0

1

1

0

Вариант № 7

7

3

6

14

0

0

5

4

8

0

6

1

0

0

1

0

0

0

2

7

11

0

0

0

11

10

0

0

0

0

1

1

1

0

0

7

3

9

5

0

0

2

8

0

5

1

1

0

1

1

1

0

1)

1

2)

4

11

2

0

7

5

0

3)

1

1

0

0

0

1

0

7

2

2

5

8

10

8

7

0

0

6

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

0

5

0

0

3

1

0

1

0

1

0

0

6

8

6

0

5

0

6

3

0

0

1

1

1

0

1

0

Вариант № 8

¥

3

¥

8

8

¥

¥

0

4

0

1

9

0

0

0

0

0

0

1

1

0

¥

¥

9

1

3

¥

¥

4

0

5

0

2

0

0

0

0

1

1

1

0

0

¥

¥

¥

¥

3

1

6

0

5

0

0

6

4

7

1

0

1

0

0

1

1

1)

¥

¥

2

¥

¥

¥

¥

2)

1

0

0

0

5

0

0

3)

0

0

1

1

0

1

1

¥

¥

¥

¥

¥

2

¥

9

2

6

5

0

8

0

1

1

0

0

0

1

0

¥

¥

¥

1

¥

¥

4

0

0

4

0

8

0

4

1

1

0

0

1

1

0

6

¥

¥

¥

4

¥

¥

0

0

7

0

0

4

0

1

0

0

1

1

0

0

Вариант № 9

¥

5

2

¥

9

¥

¥

0

3

2

11

5

9

0

0

1

0

0

0

0

0

¥

¥

¥

¥

4

¥

¥

3

0

5

8

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

¥

2

¥

¥

¥

¥

11

2

5

0

6

5

0

0

0

1

0

1

0

1

0

1)

¥

¥

1

¥

¥

¥

2

2)

11

8

6

0

2

0

4

3)

1

0

1

0

0

0

1

¥

¥

¥

7

¥

1

¥

5

1

5

2

0

3

7

1

1

0

1

1

0

0

3

¥

3

5

¥

¥

3

9

0

0

0

3

0

6

0

1

0

0

1

1

1

7

1

¥

¥

¥

¥

¥

0

0

0

4

7

6

0

0

0

1

1

0

1

0

Вариант № 10

11

2

6

17

0

3

6

9

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

7

7

6

3

0

6

0

7

0

0

1

1

0

0

1

0

1

5

8

12

6

6

0

1

4

0

5

0

0

1

0

1

1

0

1)

1

2)

9

0

1

0

0

0

2

3)

1

0

0

1

0

1

0

7

2

2

5

0

7

4

0

0

2

7

1

1

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

2

0

3

0

0

1

0

1

1

0

6

8

0

0

5

2

7

3

0

1

0

1

1

0

0

0

Вариант № 11

¥

2

¥

8

8

¥

¥

0

2

0

0

3

4

0

0

0

0

1

1

0

0

¥

¥

4

3

6

¥

¥

2

0

6

4

5

0

3

1

0

1

0

0

1

1

¥

¥

¥

¥

1

7

6

0

6

0

9

11

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1)

¥

¥

3

¥

¥

¥

¥

2)

0

4

9

0

0

5

7

3)

0

0

0

1

1

1

0

¥

¥

¥

¥

¥

2

¥

3

5

11

0

0

1

7

1

0

0

1

0

1

0

¥

¥

¥

1

¥

¥

2

4

0

0

5

1

0

0

0

1

1

1

0

0

0

6

¥

¥

¥

4

¥

¥

0

3

0

7

7

0

0

1

1

0

0

1

1

0

Вариант № 12

¥

4

9

¥

9

¥

¥

0

0

8

7

3

0

5

0

0

0

0

1

1

0

¥

¥

¥

¥

2

¥

¥

0

0

0

3

6

0

0

1

0

1

0

1

0

1

¥

2

¥

¥

¥

¥

3

8

0

0

2

7

0

5

1

1

0

1

1

0

0

1)

¥

¥

1

¥

¥

¥

5

2)

7

3

2

0

11

9

0

3)

0

0

1

0

1

1

0

¥

¥

¥

1

¥

4

¥

3

6

7

11

0

0

6

1

0

0

1

0

1

0

2

¥

3

5

¥

¥

3

0

0

0

9

0

0

4

0

0

1

0

1

0

0

9

4

¥

¥

¥

¥

¥

5

0

5

0

6

4

0

1

0

1

1

0

0

1

Вариант № 13

7

2

6

11

0

5

0

3

11

0

0

0

0

0

1

0

1

0

2

7

6

5

0

7

0

3

0

0

0

1

1

0

1

0

1

2

8

8

0

7

0

0

8

5

9

1

1

0

1

1

1

0

1)

1

2)

3

0

0

0

2

0

0

3)

1

0

0

0

1

0

0

7

2

2

1

11

3

8

2

0

6

0

1

0

1

1

0

1

0

1

0

0

5

0

6

0

4

0

0

0

1

1

0

0

6

8

0

0

9

0

0

4

0

0

1

1

1

1

0

0

Вариант № 14

¥

3

¥

3

7

¥

¥

0

4

7

12

3

11

0

0

1

0

1

1

0

0

¥

¥

4

3

6

¥

¥

4

0

5

9

14

0

0

1

0

1

1

1

0

0

¥

¥

¥

¥

1

5

6

7

5

0

6

5

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1)

¥

¥

2

¥

¥

¥

¥

2)

12

9

6

0

4

0

5

3)

0

1

0

0

1

1

0

¥

¥

¥

¥

¥

2

¥

3

14

5

4

0

2

1

1

0

1

0

1

1

0

¥

¥

¥

1

¥

¥

1

11

0

0

0

2

0

8

0

1

1

0

0

0

1

6

¥

¥

¥

4

¥

¥

0

0

0

5

1

8

0

0

1

0

1

0

0

1

Вариант № 15

¥

1

12

¥

9

¥

¥

0

3

8

9

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

¥

¥

¥

¥

2

¥

¥

3

0

5

0

4

0

0

1

0

1

0

1

0

0

¥

2

¥

¥

¥

¥

2

8

5

0

7

11

0

4

1

0

0

1

0

1

0

1)

¥

¥

1

¥

¥

¥

6

2)

9

0

7

0

0

0

5

3)

0

1

1

0

0

0

0

¥

¥

¥

7

¥

5

¥

0

4

11

0

0

7

9

0

0

1

0

1

0

1

5

¥

2

5

¥

¥

5

0

0

0

0

7

0

6

1

0

0

0

0

0

1

11

12

¥

¥

¥

¥

¥

0

0

4

5

9

6

0

1

1

0

1

0

0

0

Вариант № 16

¥

8

¥

4

¥

4

13

0

4

0

0

5

4

0

1

1

1

0

0

1

0

¥

¥

¥

¥

3

3

11

4

0

8

6

5

0

4

0

0

1

0

0

1

0

¥

1

¥

¥

7

¥

6

0

8

0

7

9

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1)

¥

¥

¥

¥

¥

2

¥

2)

0

6

7

0

0

3

2

3)

1

0

1

0

1

0

1

7

¥

¥

2

¥

5

1

5

5

9

0

0

11

8

0

1

1

1

0

0

1

¥

¥

2

¥

¥

¥

¥

4

0

0

3

11

0

0

0

0

1

1

1

1

0

¥

¥

¥

6

¥

8

¥

0

4

0

2

8

0

0

1

0

0

0

1

1

0

Вариант № 17

¥

3

14

¥

8

¥

¥

0

0

5

4

8

0

6

1

0

0

1

0

0

0

¥

¥

¥

¥

4

¥

¥

0

0

0

11

10

0

0

0

0

1

1

1

0

0

¥

2

¥

¥

¥

¥

2

5

0

0

2

8

0

5

1

1

0

1

1

1

0

1)

¥

¥

2

¥

¥

¥

7

2)

4

11

2

0

7

5

0

3)

1

1

0

0

0

1

0

¥

¥

¥

6

¥

1

¥

8

10

8

7

0

0

6

0

0

1

1

1

0

1

3

¥

5

2

¥

¥

8

0

0

0

5

0

0

3

1

0

1

0

1

0

0

3

4

¥

¥

¥

¥

¥

6

0

5

0

6

3

0

0

1

1

1

0

1

0

Вариант № 18

¥

2

8

¥

7

¥

¥

0

4

0

1

9

0

0

0

0

0

0

1

1

0

¥

¥

¥

¥

1

¥

¥

4

0

5

0

2

0

0

0

0

1

1

1

0

0

¥

2

¥

¥

¥

¥

2

0

5

0

0

6

4

7

1

0

1

0

0

1

1

1)

¥

¥

1

¥

¥

¥

2

2)

1

0

0

0

5

0

0

3)

0

0

1

1

0

1

1

¥

¥

¥

6

¥

3

¥

9

2

6

5

0

8

0

1

1

0

0

0

1

0

1

¥

2

1

¥

¥

5

0

0

4

0

8

0

4

1

1

0

0

1

1

0

3

7

¥

¥

¥

¥

¥

0

0

7

0

0

4

0

1

0

0

1

1

0

0

Вариант № 19

¥

3

¥

11

¥

11

17

0

3

2

11

5

9

0

0

1

0

0

0

0

0

¥

¥

¥

¥

2

8

14

3

0

5

8

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

¥

1

¥

¥

7

¥

3

2

5

0

6

5

0

0

0

1

0

1

0

1

0

1)

¥

¥

¥

¥

¥

1

¥

2)

11

8

6

0

2

0

4

3)

1

0

1

0

0

0

1

7

¥

¥

4

¥

6

12

5

1

5

2

0

3

7

1

1

0

1

1

0

0

¥

¥

2

¥

¥

¥

¥

9

0

0

0

3

0

6

0

1

0

0

1

1

1

¥

¥

¥

3

¥

1

¥

0

0

0

4

7

6

0

0

0

1

1

0

1

0

Вариант № 20

¥

3

13

¥

5

¥

¥

0

3

6

9

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

¥

¥

¥

¥

4

¥

¥

3

0

6

0

7

0

0

1

1

0

0

1

0

1

¥

2

¥

¥

¥

¥

4

6

6

0

1

4

0

5

0

0

1

0

1

1

0

1)

¥

¥

2

¥

¥

¥

7

2)

9

0

1

0

0

0

2

3)

1

0

0

1

0

1

0

¥

¥

¥

6

¥

2

¥

0

7

4

0

0

2

7

1

1

0

1

0

0

0

11

¥

6

3

¥

¥

11

0

0

0

0

2

0

3

0

0

1

0

1

1

0

6

4

¥

¥

¥

¥

¥

0

0

5

2

7

3

0

1

0

1

1

0

0

0

Вариант № 21

1

4

5

13

0

3

6

9

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

9

3

11

3

0

6

0

7

0

0

1

0

1

0

0

1

1

7

4

6

6

6

0

1

4

0

5

1

1

1

1

0

0

1

1)

2

2)

9

0

1

0

0

0

2

3)

0

0

0

1

1

1

0

7

2

5

1

0

7

4

0

0

2

7

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

0

0

2

0

3

0

1

1

1

0

0

0

6

8

0

0

5

2

7

3

0

1

1

0

0

1

1

0

Вариант № 22

7

5

1

0

3

2

11

5

9

0

0

0

0

0

1

1

0

4

1

4

3

0

5

8

1

0

0

1

0

1

0

1

0

1

3

1

2

2

5

0

6

5

0

0

1

1

0

1

1

0

0

1)

4

2)

11

8

6

0

2

0

4

3)

0

0

1

0

1

1

0

1

5

1

5

2

0

3

7

1

0

0

1

0

1

0

2

9

9

0

0

0

3

0

6

0

0

1

0

1

0

0

6

4

0

0

0

4

7

6

0

1

0

1

1

0

0

1

Вариант № 23

5

1

8

0

4

0

1

9

0

0

0

0

0

1

0

1

0

2

4

0

5

0

2

0

0

0

1

1

0

1

0

1

3

11

0

5

0

0

6

4

7

1

1

0

1

1

1

0

1)

1

2

2)

1

0

0

0

5

0

0

3)

1

0

0

0

1

0

0

2

3

9

2

6

5

0

8

0

1

0

1

1

0

1

0

7

3

4

6

0

0

4

0

8

0

4

0

0

0

1

1

0

0

6

5

0

0

7

0

0

4

0

0

1

1

1

1

0

0

Вариант № 24

1

4

6

12

0

0

5

4

8

0

6

0

1

0

1

1

0

0

2

7

11

0

0

0

11

10

0

0

1

0

1

1

1

0

0

7

4

5

5

0

0

2

8

0

5

1

0

0

1

0

0

1

1)

2

2)

4

11

2

0

7

5

0

3)

0

1

0

0

1

1

0

7

2

2

9

8

10

8

7

0

0

6

1

0

1

0

1

1

0

1

0

0

0

5

0

0

3

0

1

1

0

0

0

1

6

8

6

0

5

0

6

3

0

0

1

0

1

0

0

1

Вариант № 25

¥

4

¥

11

8

¥

¥

0

4

0

0

5

4

0

0

0

0

1

0

0

0

¥

¥

9

7

3

¥

¥

4

0

8

6

5

0

4

1

0

1

0

1

0

0

¥

¥

¥

¥

3

1

2

0

8

0

7

9

0

0

1

0

0

1

0

1

0

1)

¥

¥

1

¥

¥

¥

¥

2)

0

6

7

0

0

3

2

3)

0

1

1

0

0

0

0

¥

¥

¥

¥

¥

2

¥

5

5

9

0

0

11

8

0

0

1

0

1

0

1

¥

¥

¥

1

¥

¥

9

4

0

0

3

11

0

0

1

0

0

0

0

0

1

6

¥

¥

¥

4

¥

¥

0

4

0

2

8

0

0

1

1

0

1

0

0

0

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]