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《数据结构与算法分析C++语言第二版》第十五章答案描述
2023-07-03 16:12:34 深夜i     --     --
数据结构 算法分析 C++语言 第二版 第十五章

本书第十五章主要介绍了常用的图论算法和数据结构,包括图的遍历、最短路、最小生成树以及网络流等问题。以下是各小节的答案描述:

1. 图的遍历

(1)深度优先遍历(DFS):从起点出发,沿着一条路径访问到不能再继续为止,然后回溯到前一步,继续访问其他的路径。这个过程不断进行,直到所有的节点都被访问。

(2)广度优先遍历(BFS):从起点出发,一层一层地访问节点,直到所有相邻的节点都被访问过。

2. 最短路问题

(1)Dijkstra算法:从起点出发,每次选择与起点距离最短的节点作为下一个访问节点。通过更新所有与该节点相邻的节点的距离,不断扩大已知的最短路径集合,最终求出从起点到所有其他节点的最短距离。

(2)Bellman-Ford算法:从起点出发,进行n-1轮松弛操作,每次更新所有边的最短距离。因为最短路径最多经过n-1条边,所以进行n-1轮松弛操作可以保证找到起点到所有节点的最短路径。

(3)Floyd算法:利用动态规划的思想,通过子问题的最优解来推导出原问题的最优解。具体来说,对于任意两个节点i和j,找到从i到j的路径上经过的所有节点k,通过比较直接经过i和j的路径和经过k的路径的距离,更新i和j之间的最短距离。

3. 最小生成树

最小生成树问题是指在一个无向连通图中,找到一个极小的边集合,使得这些边连接起来的所有节点仍然连通,并且边的总权值最小。本章介绍了两种算法:

(1)Prim算法:从任意一个起点开始,每次选择一条与当前节点相邻的最小权值边,加入生成树集合中。通过不断扩大已知的生成树集合,最终得到图的最小生成树。

(2)Kruskal算法:将所有边按照权值从小到大排序,依次加入生成树集合中,直到所有节点都连接起来为止。在加入边的过程中使用并查集来判断是否有环出现。

4. 网络流问题

网络流问题是指在带有容量限制的有向图中,从一个源节点向汇节点发送流量的过程。本章介绍了两种网络流算法:

(1)Ford-Fulkerson算法:通过不断寻找一条能够增广的路径,即在该路径上剩余的流量最小的边所能通过的流量,增加流量,直到无法再找到增广路径为止。

(2)Edmonds-Karp算法:在Ford-Fulkerson算法的基础上,每次选择剩余流量最小的路径进行增广。通过广度优先搜索的方式来寻找增广路径,可以保证每次找到的都是增广路径中经过的边数最少的一条。

  
  

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