最短Hamilton路徑

2021-10-23 17:03:16 字數 1829 閱讀 8861

給定一張 n 個點的帶權無向圖,點從 0 ~ n−1 標號,求起點 0 到終點 n−1 的最短 hamilton 路徑。 hamilton 路徑的定義是從 0 到 n−1 不重不漏地經過每個點恰好一次。

輸入格式

第一行輸入整數 n。

接下來 n行每行 n 個整數,其中第 i 行第 j 個整數表示點 i 到 j 的距離(記為 a[i,j])。

對於任意的 x,y,z,資料保證 a[x,x]=0,a[x,y]=a[y,x] 並且 a[x,y]+a[y,z]>=a[x,z]。

輸出格式

輸出乙個整數,表示最短 hamilton 路徑的長度。

資料範圍

1≤n≤20

0≤a[i,j]≤\(10^7\)

輸入樣例

5

0 2 4 5 1

2 0 6 5 3

4 6 0 8 3

5 5 8 0 5

1 3 3 5 0

輸出樣例
思路

首先想下暴力演算法,這裡直接給出乙個例子。

比如資料有 5 個點,分別是 0,1,2,3,4

那麼在爆搜的時候,會列舉一下六種路徑情況(只算對答案有貢獻的情況的話):

那麼觀察一下 case 1 和 case 3,可以發現,我們在計算從點 0 到點 3 的路徑時,其實並不關心這兩中路徑經過的點的順序,而是只需要這兩種路徑中的較小值,因為只有較小值可能對答案有貢獻。

所以,我們在列舉路徑的時候,只需要記錄兩個屬性:當前經過的點集,當前到了哪個點。

而當前經過的點集不是乙個數。觀察到資料中點數不會超過 20,我們可以用乙個二進位制數表示當前經過的點集。其中第 i 位為1/0表示是/否經過了點 i。

然後用閆式 dp 分析法考慮 dp

狀態表示:f[i][j]。其中 i 是乙個二進位制數,表示點集的方法如上述所示。

狀態計算:假設當前要從點 k轉移到 j。那麼根據 hamilton 路徑的定義,走到點 k 的路徑就不能經過點 j,所以就可以推出狀態轉移方程

f[i][j] = min

其中weight[k][j]表示從點 k 到點 j 的距離。

所有狀態轉移完後,根據 f[i][j] 的定義,要輸出 f[111⋯11((n−1)個1)][n−1]。

那麼怎麼構造n - 1個 1 呢,可以直接通過 1 << n 求出 100⋯0((n−1)個0),然後減一即可。

**

#include#include#includeusing namespace std;

const int n=20,m=1<<20;//一共有2的20次方種情況

int f[m][n],weight[n][n];

int main()

}memset(f,0x3f,sizeof(f));//由於要求最小值,所以這裡將 f 初始化為正無窮會更好處理一些(注意:memset函式是按照位元組進行賦值的)

f[1][0]=0;//由於題目要求0點為起始點,所以0 -> 0的距離長度為0。對其初始化後方便接下來遞推的過程。

for(int i=1;i<(1<>j&1)//判斷路徑i中是否包括當前點j,如果包括當前點,則可以進行狀態轉移(注意: >>運算子的優先順序高於&運算子的優先順序,所以(i>>j)&1可以寫成i>>j&1)}}

}}

cout

f[i][j]中

i的含義是當前的路徑(eg:5的二進位制形式為101,表示路徑經過點0和點2,不經過點1)

j的含義是當前路徑的終點

*/return 0;

}

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