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运筹学图与网络分析

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(2)次:以点u为端点的边的条数,叫做点u的次。 悬挂点:次为1的点叫做悬挂点; 孤立点:次为0的点叫做孤立点; 奇点:次为奇数则称奇点; 偶点:次为偶数则称偶点。 基本定理: 1、图G=(V,E)中,所有点的次之和是边数的两倍,即

d (v) 2q
vV
2、任一图中,奇点的个数为偶数。
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避圈法的基本步骤P259
第一步:令i=1,E0=空集。 第二步:选一条边ei∈E﹨Ei-1,使ei是使 (V, Ei-1∪{e})不含圈的所有边e(e ∈E﹨Ei-1)中权最小的边。令Ei=Ei-1 ∪ {ei},如果这样的边不存在,则T=(V, Ei-1) 是最小树。 第三步:把i换成i+1,转入第2步。
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(3)链:点边交替序列称为链; 圈:首尾相连的链称为圈; 初等链:链中各点均不同的链; 初等圈:圈中各点均不同的圈; 简单链:链中边均不同的链; 简单圈:圈中边均不同的圈。 (4)连通图:任意两点之间至少有一条链的图。 连通分图:对不连通的图,每一连通的部分称为一个连通 分图。 支撑子图:对G=(V,E),若G’=(V’,E’),使V’=V, E’包含于 E,则G’是G的一个支撑子图。 赋权图:在图中,如果每一条边(弧)都被赋予一个权值 wij,则称图G为赋权图。 (5)路:在有向图中,如果链上每条弧的箭线方向与链行 进方向相同,则称之为路。 回路:首尾相接的路称回路
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6.2 树与最小生成树
1、树的概念与性质 树:无圈的连通图称为树。 定理: 定量3:设图G=(V,E)是一个树,p(G) ≥2,则G中 至少有两个悬挂点。 定量4:图G=(V,E)是一个树的充要条件是G不 含圈,且恰有p-1条边。 定量5:图G=(V,E)是一个树的充要条件是G是 连通图,并且q(G)= p(G) -1. 定量6:图G=(V,E)是一个树的充要条件是任意 两个顶点之间恰好有一条链。

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6.3 最短路问题
最短路:赋权有向图D=(V,A)中,从始点到终点的 权值最小的路称为最短路。
引例:
单行线交通网:v1到v8使总费用最小的旅行路线。 最短路问题的一般描述: 2(v1=w ,6) ,P是vs 对D=(V,A),a=(vi,vj),w(V a) ij 到vt的路,定义路P的权是P中所有弧的权的和,记 为w(P),则最短路问题为:
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3、最小支撑树 最小支撑树:当一个连通图的所有边都被赋权, 则取不同边构成的支撑树具有不同的总权数, 其中总权数最小的支撑树称为最小支撑树。 求最小支撑树的方法: 破圈法:在连通图中任取一个圈,去掉一条 权数最大的边,在余下的图中重复上述步骤, 直至无圈为止。 避圈法:将连通图所有边按权数从小到大排 序,每次从未选的边中选一条权数最小的边, 并使之与已选的边不能构成圈,直至得到最小 支撑树。

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2、图的支撑树 支撑树:设T=(V,E’)是图G=(V,E)的支撑子图, 如果T是一个树,则称T为G的支撑树。 定理7:图G有支撑树的充要条件是图G是连 通的。 求支撑树的方法: 破圈法:即任取一个圈,从圈中去掉一条 边,对余下的图重复这个步骤,直至图中不含 圈为止。 避圈法:在图中每次任取一条边,与已经 取得的任何一些边不够成圈,重复这个过程, 直到不能进行为止。
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Dijkstra算法的基本步骤:
1:给vs以P标号, P(vs)=0,其余各点均给T标 号,T(vi)=+∞ 2:若vj 点为刚得到P 标号的点,考虑这样的点vj, (vi,vj) ∈E,且 vj为T标号. 3:对vj的T标号进行如下更改: T (v j ) min T (v j ), P(vi ) wij
w( P0 ) min w( P)
P
路P0的权称为从vs到vt的距离,记为:d( vs,vt )
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最短路算法

Dijkstra算法 :有向图 ,wij≥0 一般结论:
vs ,..., vi ,..., v j vs ,..., vi
v s 到vi的最短路
济南
青岛
郑州
徐州
连云港
南京
上海
武汉
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2
球队比赛图
五个球队比赛,比过的两个队之间用连线 相连,还没有比赛的队之间没有连线
v5
v1
v4
v2
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v3
3
6.1 图的基本概念
图是由点和线构成的。点代表所研究的对象,线表示对 象间的关系。 1、图的分类:无向图,有向图 无向图:由点和边所组成的图。表示为G=(V,E). 有向图:由点和弧所组成的图。表示为D=(V,A) 点的集合用V表示,V={vi} 2、图上的基本概念: (1) 边:图中不带箭头的连线叫做边(edge),边的集合记 为E= { ej } ,一条边可以用两点[ vi,vj ]表示,ej= [ vi,vj ]. 弧:图中带箭头的连线叫做弧(arc),弧的集合记为A, A= { ak },一条弧也是用两点表示,ak= [ vi,vj ],弧有方向: vi为始点,vj为终点
第六章 图与网络分析
引论 : 哥尼斯堡七桥问题
A A B C B D E c B
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C
D
A D
铁路交通图
此图是我国北京,上海等十个 城市间的交通图,反映了这 十个城市间的铁路分布情况. 点表示城市,点间的连线表示 两个城市间的铁路线. 诸如此类问题还有电话线分 布图或煤气管道分布图等.
北京
天津

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例1. v1 e5 v4
e1
e2
e3
v2
e4 v1
v3
a8
v5
a1
a3 a2
a4 a6 a9
a10
a7 v6
e7
e6
v3
v2
a5Βιβλιοθήκη v4v7环:两端点相同的边。 多重边:若两点之间有多于一条边,则称这些边为多 重边。 简单图:无环、无多重边的图。 e7 多重图:无环,但允许有多重边的图。
v s 到v j的最短路
Dijkstra算法基本思想: 采用标号法: P标号和T标号
P标号:已确定出最短路的节点(永久性标号)。 T标号:未确定出最短路的节点,但表示其距离的上限(试探性标号)。 算法的每一步都把某一点的T标号改为P标号直至改完为止. Si:P标号节点的集合。
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