问题 问答题

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,试问建在哪一个村庄能使各村庄总体交通代价最小

答案

参考答案: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vi到vj的最短路径。如果从vi到vj有弧,则从vi到vj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(vi,v0,vj)是否存在,即判别弧(vi,v0)和(v0,vj)是否存在。如果存在,则比较(vi,vj)和(vi,v0,vj)的路径长度,取长度较短者为从vi到vj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v1,也就是说,如果(vi,…,v1)和(v1,…,vj)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(vi,…,v1,…,vj)就有可能是从vi到vj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vi到vj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v2,继续进行试探。依次类推。
(3)在一般情况下,若(vi,…,vk)和(vk,…,vi)分别是从vi到vk和从vk到vj的中间顶点的序号不大于k-1的最短路径,则将(vi,…,vk,…,vj)和已经得到的从vi到vj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vi到vj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vi到vj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。

多项选择题
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