下图中的顶点表示村庄,有向边代表交通路线,若要建立一家医院,试问建在哪个村庄能使各村庄总体交通代价最小
参考答案:[解答] 该图的邻接矩阵如下:
利用Floyd算法可求得两顶点之间最短路径长度。最后求得:
从A4中可求得每对村庄之间的最少交通代价。假设医院建在i村庄时,其他各村庄
往返总的交通代价如下所示:
医院建在村庄0时,各村庄往返总的交通代价为12+16+4+7+13+16+4+18=90:
医院建在村庄1时,各村庄往返总的交通代价为13+29+17+20+12+11+8+5=115:
医院建在村庄2时,各村庄往返总的交通代价为16+11+12+6+16+29+12+34=136:
医院建在村庄3时,各村庄往返总的交通代价为4+8+12+3+4+17+12+22=82:
医院建在村庄4时,各村庄往返总的交通代价为18+5+34+22+7+20+6+3=115。
显然,把医院建在村庄3时总体交通代价最少。
解析: 本题主要考查Floyd算法的思想和解题步骤。Floyd算法的基本思想是:
假设求从顶点υi到υj的最短路径。如果从υi到υj有弧,则从υi到υj存在一条长度为arcs[i][j]的路径,该路径不一定是最短路径,尚需进行n次试探。
(1)首先考虑路径(υi,υ0,υj)是否存在,即判别弧(υi,υ0)和(υ0,υj)是否存在。如果存在,则比较(υi,υj)和(υi,υ0,υj)的路径长度,取长度较短者为从υi到υj的中间顶点的序号不大于0的最短路径。
(2)假如在路径上再增加一个顶点υ1,也就是说,如果(υi,…,υ1)和(υ1,…,υj)分别是当前找到的中间顶点的序号不大于0的最短路径,那么(υi,…,υ1,…,υj)就有可能是从υi到υj的中间顶点的序号不大于1的最短路径。将它和已经得到的从υi到υj中间顶点序号不大于0的最短路径相比较,从中选出中间顶点的序号不大于1的最短路径之后,再增加一个顶点υ2,继续进行试探。依次类推。
(3)在一般情况下,若(υi,…,υk)和(υk,…,υj)分别是从υi到υk和从υk到υj的中间顶点的序号不大于k-1的最短路径,则将(υi,…,υk,…,υj)和已经得到的从υi到υj且中间顶点序号不大于k-1的最短路径相比较,其长度较短者便是从υi到υj的中间顶点的序号不大于k的最短路径。这样,在经过n次比较后,最后求得的必是从υi到υj的最短路径。
(4)按此方法,可以同时求得各对顶点间的最短路径。