Thuật toán về tìm đường đi giữa hai đỉnh của đồ thị bằng C/C++

Thuật toán về tìm đường đi giữa hai đỉnh của đồ thị bằng C/C++

Bài toán: Cho đồ thị G=(V, E). Trong đó V là tập đỉnh, E là tập cạnh của đồ thị. Hãy tìm đường đi từ đỉnh s ∈ Vtới đỉnh t ∈ V.

Thủ tục BFS(s) hoặc DFS(s) cho phép ta duyệt các đỉnh cùng một thành phần liên thông với s. Như vậy, nếu trong số các đỉnh liên thông với s chứa t thì chắc chắn có đường đi từ s đến t. Nếu trong số các đỉnh liên thông với s không chứa t thì không tồn tại đường đi từ s đến t. Do vậy, chúng ta chỉ cần gọi tới thủ tục DFS(s) hoặc BFS(s) và kiểm tra xem đỉnh t có thuộc thành phần liên thông với s hay không. Điều này được thực hiện đơn giản thông qua mảng trạng thái chuaxet[]. Nếu chuaxet[t] =False thì có nghĩa t cùng thành phần liên thông với s. Ngược lại chuaxet[t] = True thì t không cùng thành phần liên thông với s.

Để ghi nhận đường đi từ s đến t, ta sử dụng một mảng truoc[] thiết lập giá trị ban đầu là 0.Trong quá trình duyệt, ta thay thế giá trị của truoc[v] để ghi nhận đỉnh đi trước đỉnh v trong đường đi tìm kiếm từ s đến v. Khi đó, trong thủ tục DFS(v) ta chỉ cần thay đổi lại như sau:

void DFS( int v){

 chuaxet[v]:= FALSE;

 for ( u ∈ke(v) ) {

  if (chuaxet[u] ) {

   truoc[u]=v;

   DFS(u);

  }

 }

}

Đối với thủ tục BFS(v) được thay đổi lại như sau:

void BFS(int u){

 queue = φ;

 u <= queue; /*nạp u vào hàng đợi*/

 chuaxet[u] = false;/* đổi trạng thái của u*/

 while (queue ≠ φ) { /* duyệt tới khi nào hàng đợi rỗng*/

  queue<=p; /*lấy p ra từkhỏi hàng đợi*/

  for (v ∈ke(p) ) {/* đưa các đỉnh v kềvới p nhưng chưa được xét vào hàng đợi*/

   if (chuaxet[v] ) {

    v<= queue; /*đưa v vào hàng đợi*/

    chuaxet[v] = false;/* đổi trạng thái của v*/

    truoc[v]=p;

   }

  }

 } /* end while*/

}/* end BFS*/

Kết quả đường đi được đọc ngược lại thông qua thủ tục Result() như sau:

void Result(void){ 

 if(truoc[t]==0){ 

  <Không có đường đi từs đến t>; 

  return; 

 } 

 j = t; 

 while(truoc[j]!=s){ 

  <thăm đỉnh j>; 

  j=truoc[j]; 

 } 

 <thăm đỉnh s>; 

} 

Ví dụ. Tìm đường đi từ đỉnh 1 đến đỉnh 7 bằng thuật toán tìm kiếm theo chiều rộng với đồ thị dưới đây:

Tìm đường đi giữa đỉnh 1 đến đỉnh 7 của đồ thị

Tìm đường đi giữa đỉnh 1 đến đỉnh 7 của đồ thị

Ta có, BFS(1) = 1,2,3,11,4,6,12,13,7,8,9,10,5. Rõ ràng chuaxet[7] = True nên có đường đi từ đỉnh 1 đến đỉnh 7. Bây giờ ta xác định giá trị trong mảng truoc[] để có kết quả đường đi đọc theo chiều ngược lại. Truoc[7] = 6; truoc[6] = 2; truoc[2] =1=> đường đi từ đỉnh 1 đến đỉnh 7 là 1 =>2=>6=>7.

Chương trình cài đặt

#include<iostream>

#include<conio.h>

using namespace std;

#define MAX  100 

#define TRUE  1 

#define FALSE  0

int n;//số đỉnh của đồ thị.

int truoc[MAX], chuaxet[MAX], queue[MAX];//mảng đánh dấu.

int A[MAX][MAX];// ma trận kề của đồ thị.

int s;//đỉnh đầu.

int t;//đỉnh cuối. 


void Init(void){ 

 freopen("lienth.IN", "r",stdin); 

 cin>>n; 

 cout<<"So dinh do thi: "<<n<<endl; 

 cin>>s>>t;

 cout<<"Dinh dau:"<<s<<endl;

 cout<<"Dinh cuoi:"<<t<<endl;

 for(int i=1; i<=n;i++){ 

  for(int j=1; j<=n;j++){ 

   cin>>A[i][j]; 

  }

 } 

 for(int i=1; i<=n;i++){ 

  chuaxet[i]=TRUE; 

  truoc[i]=0; 

 }

 fclose(stdin);

} 

void Result(void){ 

 if(truoc[t]==0){ 

  cout<<"Khong co duong di tu "<<s<< " den "<<t; 

  return; 

 } 

 cout<<"Duong di tu "<<s<<" den "<<t<<" la: "; 

 int j = t;

 cout<<t<<"<="; 

 while(truoc[j]!=s){ 

  cout<<truoc[j]<<"<="; 

  j=truoc[j]; 

 } 

 cout<<s; 

} 

/* Breadth First Search */

void BFS(int s) { 

 int dauQ, cuoiQ, u;

 dauQ=1;cuoiQ=1;//khởi tạo queue.

 queue[dauQ]=s;chuaxet[s]=FALSE; //thêm đỉnh đầu vào queue.

 while (dauQ<=cuoiQ){//queue chưa rỗng.

  u=queue[dauQ];//lấy đỉnh u trong queue.

  dauQ=dauQ+1; 

  for (int p=1; p<=n;p++){ 

   if(A[u][p] && chuaxet[p]){ 

    cuoiQ=cuoiQ+1;

    queue[cuoiQ]=p; 

    chuaxet[p]=FALSE;

    truoc[p]=u; 

   } 

  } 

 } 

} 


void main(void){ 

 Init();

 BFS(s); 

 Result();

 getch(); 

}

Ma trận liền kề lienth.IN

13
1 7
0    1    1    0    0    0    0    0    0    0    1    0    0
1    0    0    1    0    1    0    0    0    0    0    0    0
1    0    0    1    0    0    0    0    0    0    0    0    0
0    1    1    0    0    1    0    0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    0    0    0    1    1    0    0    0
0    1    0    1    0    0    1    1    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    1    0    0    0    0    0    0    0
0    0    0    0    0    1    0    0    0    1    0    0    0
0    0    0    0    1    0    0    0    0    0    0    0    1
0    0    0    0    1    0    0    1    0    0    0    0    0
1    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    1    1
0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    1    0    1
0    0    0    0    0    0    0    0    1    0    1    1    0

Output của chương trình.

So dinh cua do thi: 13

Dinh dau: 1

Dinh Cuoi: 7

Duong di tu 1 den 7 la: 7<=6<=2<=1

 

Bạn thấy bài viết này như thế nào?: 
Average: 5.5 (2 votes)
Ảnh của Tommy Tran

Tommy owner Express Magazine

Drupal Developer having 9+ year experience, implementation and having strong knowledge of technical specifications, workflow development. Ability to perform effectively and efficiently in team and individually. Always enthusiastic and interseted to study new technologies

  • Skype ID: tthanhthuy

Advertisement

 

jobsora

Dich vu khu trung tphcm

Dich vu diet chuot tphcm

Dich vu diet con trung

Quảng Cáo Bài Viết

 
iOS, Android và Windows Phone

iOS, Android và Windows Phone

Hiện nay, thế giới smartphone đang bị thống trị bởi một số hệ điều hành lớn như iOS, Android, Windows Phone hay BlackBerry.

British Medical Journal - bmj.com

Thiết kế Drupal website: www.bmj.com

The British Medical Journal website was migrated to Drupal as part of a two year redesign project that went live in November 2011.

5 tuýp phụ nữ giúp chồng thành đạt

Đằng sau một người đàn ông thành công là người phụ nữ thông minh và từng trải

Với đàn ông, có thể đi bao xa, đạt được những gì, một phần lớn phụ thuộc vào việc họ có tìm được người phụ nữ tốt với 5 đặc điểm này hay không.

Tomdesgin.vn

 

Drupal Services