Python基於回溯法子集樹模板解決m著色問題示例

2022-10-04 12:54:28 字數 1152 閱讀 6413

問題

圖的m-著色判定問題

給定無向連通圖g和m種不同的顏色。用這些顏色為圖g的各頂點著色,每個頂點著一種顏色,是否有一種著色法使g中任意相鄰的2個頂點著不同顏色&

圖的m-著色優化問題

若乙個圖最少需要m種顏色才能使圖中任意相鄰的2個頂點著不同顏色,則稱這個數m為該圖的色數。求乙個圖的最小色數m的問題稱為m-著色優化問題。

分析解的長度是固定的,n。若x為本問題的乙個解,則x[i]表示第i個節點的塗色編號。

可以將m種顏色看作每個節點的狀態空間。每到乙個節點,遍歷所有顏色,剪枝,回溯。

不難看出,可以套用回溯法子集樹模板。

**'''圖的m著色問題'''

# 用鄰接表表示圖

n = 5 # 節點數

a,b,c,d,e = range(n) # 節點名稱

graph = [

, ,

, , ]

m = 4 # m種顏色

x = [0]*n # 乙個解(n元陣列,長度固定)注意:解x的下標就是a,b,c,d,e!!!

x = # 一組解

# 衝突檢測

def conflict(k):

global n,graph,x

# 找出第k個節點前面已經塗色的鄰接節點

nodes = [node for node in range(k) if node in graph[k]]

if x[k] in [x[node] fo程式設計客棧r node in nodes]: # 已經有相鄰節點塗了這種顏色

return true

return false # 無衝突

# 圖的m著色(全部解)

def dfs(k): # 到達(解x的)第k個節點

global n,m,graph,x,x

if k == n: # 解的長度超出

print(x)

#x.append(x[:])

else:

for color in range(m): # 遍歷節點k的可塗顏色編號(狀態空間),全都一樣

x[k] = color

if not conflict(k): # 剪枝

dfs(k+1)

# 測試

dfs(a) # 從節點a開始

效果圖

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