Алгоритмы на графах Волновой метод. Постановка задачи Постановка задачи. Пусть G – неориентированный связный граф, а и b – две его вершины. Требуется. - презентация

1 Алгоритмы на графах Волновой метод

2 Постановка задачи Постановка задачи. Пусть G – неориентированный связный граф, а и b – две его вершины. Требуется найти цепь, соединяющую вершины а и b и содержащую наименьшее число ребер.

3 Волновой метод Алгоритм решения задачи волновым методом. Алгоритм решения задачи волновым методом. 1. Помечаем вершину а индексом Вершины, смежные с а и соединенные с а, дугами, инцидентными вершине а, помечаем индексами Вершины, смежные с помеченными индексами 1 и соединенные с ними инцидентными вершинам 1 дугами, помечаем индексами 2.

4 Волновой метод 4. Аналогично помечаем вершины индексами 3, 4, … 5. Совокупность вершин, помеченных индексом m, обозначим A m. 6. В некоторой момент будет помечена вершина b, пусть b A n. Останавливаем процесс индексации.

5 Волновой метод 7. По построению можно найти вершину b 1 A n-1, смежную с b, по тем же соображениям существует вершина b 2 A n-2, смежная с b 1, и т.д. 8. Искомая цепь с наименьшим числом ребер получается теперь как последовательность вершин (b, b 1, b 2, …, b n =a), где b i A n-i, то есть нужно двигаться, начиная от конечной вершины b в сторону убывания индекса вершины.

6 Задание Найти все кратчайшие цепочки от b до а а b

7 Условный радиус вершины Если мы не будем останавливать индексацию, то через некоторое количество шагов все вершины графа будут снабжены индексами, причем наибольший из них является условным радиусом графа G относительно вершины а. r a =max d(a, b)

8 Волновой метод В случае ориентированного графа волновой метод позволяет решить две задачи: Найти длины кратчайших путей от вершины а до остальных вершин графа; Найти длины кратчайших путей от каждой вершины графа до вершины а. При этом в основном алгоритме изменяется только построение множества А n.

9 Задание Для графа найти цепь с наименьшим числом ребер, соединяющих вершины а и b: a=5; b=69 Найти условный радиус вершины а=25

10 Центр и диаметр графа Расстоянием между вершинами a и b называется длина кратчайшей цепи из a в b. Радиус графа определяется как наименьший из условных радиусов вершин графа. Центром графа G называется такая вершина a, что максимальное расстояние между a и любой другой вершиной является наименьшим из всех возможных. Это расстояние называется радиусом графа. Диаметром d связного графа называется максимальное возможное расстояние между любыми двумя его вершинами. Если расстояние между двумя вершинами равно диаметру графа, то кратчайший путь, соединяющий эти вершины, называется диаметральным путем, а подграф, образованный вершинами и ребрами этого пути, – диаметральной цепью.

11 Задание Найти радиус и диаметр графа

12 Задание Найти центр, радиус и диаметр графа

13 Задание Найти радиус, диаметр и центр графа

14 Задание Найти радиус, диаметр и центр графа

15 Задание Найти радиус, диаметр и центр графа

16 Условный радиус вершины Если мы не будем останавливать индексацию, то через некоторое количество шагов все вершины графа будут снабжены индексами, причем наибольший из них является условным радиусом графа G относительно вершины а. r a =max d(a, b) Расстоянием между вершинами a и b называется длина кратчайшей цепи из a в b. Радиус графа определяется как наименьший из условных радиусов вершин графа.

17 Центр и диаметр графа Центром графа G называется такая вершина a, что максимальное расстояние между a и любой другой вершиной является наименьшим из всех возможных. Это расстояние называется радиусом графа. Диаметром d связного графа называется максимальное возможное расстояние между любыми двумя его вершинами. Если расстояние между двумя вершинами равно диаметру графа, то кратчайший путь, соединяющий эти вершины, называется диаметральным путем, а подграф, образованный вершинами и ребрами этого пути, – диаметральной цепью.

18 Задание Найти центр, радиус и диаметр графа

19 Задание Найти радиус, диаметр и центр графа

20 Задание Найти радиус, диаметр и центр графа

21 Задание Найти радиус, диаметр и центр графа