分支限界法---单源最短路径

引言:单源最短路径问题,是算法问题里面最最常提到的一问题,今天我们我们讲解的是通过分支限界法来求解单源最短路径问题,本文主要讲解求解思想,具体实现代码,之后补充;

一:什么是分支限界法

分支限界法和我们之前讲的回溯法有一定相似的地方,他们都是在问题的解空间中搜索我们的解,和回溯法有所不同的是,
 1:分支限界法采用的广度优先遍历或者以最小消耗优先的方式搜素解空间,而回溯法则是以深度优先策略搜索解空间;
 2:回溯法求解目标是要所有出问题的所有解,而分支限界法则是找出满足约束条件的一个解或者,满足某一约束条件的最优解;
 3:他们对当前节点所采用的扩展方式页不同;分支限界法每一个活节点只有一次成为扩展节点的机会;活节点一旦成为扩展节点,就一次性产生所有儿子节点;在这些儿子结点中,导致不可行的或者非最优解的儿子节点都会被舍弃,其余儿子节点被加入到活节点表中而回溯法按照深度优先策略,每次只从儿子结点中选择一个最好的;
从活节点表中选择扩展节点的方式不同又将其分为:
  A:队列式(FIFO)分支限界法
  B:优先队列式分支限界法
根据具体情况选择最大优先队列还是最小优先队列;

二:例题:

如下图:

例图.png

求从节点S到节点t的最短路径长度;
  1:使用队列式分支限界法求解:
    a:当前扩展节点S生成全部儿子节点{a,b,c}入堆;按照队列先进先出原则;
    b:节点a称为当前扩展节点生成{b,c,d,e};
    c:节点b称为当前扩展节点生成{c,d,e,f};
    d:节点c成为当前扩展节点此时{d,e,f}
    e:节点d成为当前扩展节点此时{e,f,g,h}
    f:节点e称为当前节点扩展节点{f,g,h}
    j:节点f成为当前节点扩展节点{g,h,i}
    h:节点g成为当前节点扩展节点节点t当前路径为:s-a-d-g-t(长度为13}此时活节点{h,i}
    i:节点h路径为:{s-a-e-h-t}路径长度为:10;
    g:节点扩展:{s-b-f-i-t}路径长度为:8;
  综上所述:最短路径长度为:8路线为:{s-b-f-i-t}
  2:我们使用优先队列式的分支限界法
    a:当前扩展节点S生成全部儿子节点{a,b,c}入堆;按照最小队列原则;
    b:节点a称为当前扩展节点生成{b,c,d,e};
    c:节点b称为当前扩展节点生成{c,d,e,f};
    d:节点c成为当前扩展节点此时{d,e,f}
    e:节点e成为当前扩展节点此时{d,f,h}
    f:节点f称为当前节点扩展节点{d,h,i}
    j:节点i成为当前节点扩展节点{d,h,t}
此时已经到达t点了最终得出一条路径为:(s-b-f-i-t)路径长度为8;
或者{s-a-e-f-i-t}长度也是8;
  综上所述:最短路径长度为:8路线为:{s-b-f-i-t}
如下图:

分支限界法求单源最短路径 (1).png
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,590评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 86,808评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,151评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,779评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,773评论 5 367
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,656评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,022评论 3 398
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,678评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 41,038评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,659评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,756评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,411评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,005评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,973评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,203评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,053评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,495评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容

  • 目录 1.分支限界法简介1.1 分支限界法的本质——通过限界阻塞子树1.2 分支限界法与回溯法的区别1.3 下界或...
    王侦阅读 26,903评论 2 13
  • 12月2日,南京,阳光明媚,虽以入冬,但是气温仍然维持在12摄氏度左右,有种冬去春将来的感觉。这样的天气对于我们...
    聂静阅读 206评论 0 0
  • 开车是当下。让心静如水,目清如镜。直端端把双眼所及的一切收入心下,敞亮亮仿佛自己是随车而行的虚空。当快则快,当慢则...
    躬明阅读 210评论 1 1
  • 秋天与冬天轮替的时候 我想起了还未来得及 唤回的足迹 我发疯般地跑进 依稀残红的枫林 双眼趴在地上 死死地寻找 时...
    郁光阅读 218评论 3 7