演算法學習 雙調歐幾里得旅行商問題(動態規劃)

2021-07-10 23:16:51 字數 1056 閱讀 2387

雙調歐幾里得旅行商問題是乙個經典動態規劃問題。《演算法導論(第二版)》思考題15-1和北京大學oj2677都出現了這個題目。

旅行商問題描述:平面上n個點,確定一條連線各點的最短閉合旅程。這個解的一般形式為np的(在多項式時間內可以求出)

j.l. bentley 建議通過只考慮雙調旅程(bitonictour)來簡化問題,這種旅程即為從最左點開始,嚴格地從左到右直至最右點,然後嚴格地從右到左直至出發點。下圖(b)顯示了同樣的7個點的最短雙調路線。在這種情況下,多項式的演算法是可能的。事實上,存在確定的最優雙調路線的o(n*n)時間的演算法。

上圖中,a是最短閉合路線,這個路線不是雙調的。b是最短雙調閉合路線。

求解過程:

(1)首先將各點按照x座標從小到大排列,時間複雜度為o(nlgn)。

(2)尋找子結構:定義從pi到pj的路徑為:從pi開始,從右到左一直到p1,然後從左到右一直到pj。在這個路徑上,會經過p1到pmax(i,j)之間的所有點且只經過一次。

在定義d(i,j)為滿足這一條件的最短路徑。我們只考慮i>=j的情況。

同時,定義dist(i,j)為點pi到pj之間的直線距離。

(3)最優解:我們需要求的是d(n,n)。

關於子問題d(i,j)的求解,分三種情況:

a、當j < i - 1時,d(i,j) = d(i-1,j) + dist(i - 1,i)。

由定義可知,點pi-1一定在路徑pi-pj上,而且又由於j

b、當j = i - 1時,與pi左相鄰的那個點可能是p1到pi-1總的任何乙個。因此需要遞迴求出最小的那個路徑:

d(i,j) = d(i,i-1) = min,其中1 <= k <= j。

//這段應該是作者的筆誤,應寫成

d(i,j) = d(i,i-1) = min

c、當j=i時,路徑上最後相連的兩個點可能是p1-pi、p2-pi...pi-1-pi。

因此有:

d(i,i) = min.。

演算法筆記 雙調歐幾里得旅行商問題

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雙調歐幾里得旅行商問題 《演算法導論》

題目描述 給定平面上n個點作為輸入,要求從最左端的點開始,嚴格向右前進,直到最右端的點,再嚴格向左前進到第乙個點,每乙個點只能經過一次。主演算法 d i,j 表示兩個人第乙個點出發沿著不同的路徑分別走到i,j 並且經過1 max i,j 的所有點到達終點還需要的距離。di st i j 表示i,j ...

演算法導論 15 1 雙調歐幾里得旅行商問題

先做以下定義 對所有點按x座標排序,從0開始依次為每個點編號,令 1 兩條路徑分別為a和b,且起點都是點0,方向嚴格向右 2 a i 表示路徑a的一種狀態,起點為點0,終點為點i,方向嚴格向右,0 i 3 b j 表示路徑b的一種狀態,起點為點0,終點為點i,方向嚴格向右,0 j 4 d i j 為...