第6章 图与网络图

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管理运筹学讲义 第6章 网络计划(6学时)

管理运筹学讲义 第6章  网络计划(6学时)

4
H,4
22
第二节 绘制网络图
三、网络图的绘制举例
【例】
工序 紧前工序 工序时间
A G、M
3 ②
B H
4
C
— 7
D L
3
E,5
M,3
E C
5
F A、E
5
G B、C
2
H
— 5 ⑦
I A、L
2
F,5
K F、I
1
L B、C
7
M C
3
C,7

I,2
K,1 11

H,5

G,2
A,3


D,3

23
B,4

7
I
8
C
H
21
OM:SM
第二节 绘制网络图
三、网络图的绘制举例 【例】
工 序 A — 2 B A 4 C B 4
2 A,2
D — 4.7
B,4
E — 7.2
5 G,6.2
F E 2
G D、 F 6.2
H D、 F 4
I H 4.3
紧前工序 工序时间
C,4
7 I,4.3 6
OM:SM
1
D,4.7 E,7.2 F,2 3
13
OM:SM
第二节 绘制网络图
一、网络图中工序间的表达方式
1、当工序a完工后b和c可以开工

2、当工序a和b完工后c才能开工

a
b


a

c
c

○ ○
b
3、工序c在工序a完工后就可以开工, 但工序d必须在a和b都完工后才能开工

运筹学(第6章 图与网络分析)

运筹学(第6章 图与网络分析)
a1 (v1) 赵
(v2)钱
a2 a3 a4 a14 a15
a8 a9
a7 (v4) 李
(v3)孙
a5 (v5) 周 a6 a10 (v6)吴
图6-3
a12 a11 a13
(v7)陈

定义: 图中的点用v表示,边用e表示。对每条边可用它
所连接的点表示,记作:e1=[v1,v1]; e2=[v1,v2];
树是图论中结构最简单但又十分重要的图。在自然和社会领 域应用极为广泛。 例6.2 乒乓求单打比赛抽签后,可用图来表示相遇情况,如 下图所示。
运动员 A
B C
D
E
F G
H

例6.3 某企业的组织机构图也可用树图表示。
厂长
人事科
财务科
总工 程师
生产副 厂长
经营副 厂长
开发科
技术科
生产科
设备科
供应科
动力科
e2
(v1) 赵
e1
e3
e4 孙(v3) 李(v4)
周(v5)
图6-2
e5 吴(v6) 陈(v7)
(v2)钱
如果我们把上面例子中的“相互认识”关系改为“认识” 的关系,那么只用两点之间的联线就很难刻画他们之间的关 系了,这是我们引入一个带箭头的联线,称为弧。图6-3就是 一个反映这七人“认识”关系的图。相互认识用两条反向的 弧表示。
端点,关联边,相邻 若有边e可表示为e=[vi,vj],称vi和
e2 v2 e6 e1 e4 v1 e3 v3 e8
vj是边e的端点,反之称边e为点vi
或vj的关联边。若点vi、vj与同一条 边关联,称点vi和vj相邻;若边ei和
e5
e7

第6章计算机网络知识

第6章计算机网络知识

大学计算机基础
各层次最主要功能归纳
应用层——与用户应用进程的接口,即相当于“做什么? ” 表示层——数据格式的转换,即相当于“对方看起来像什 么?” 会话层——会话的管理与数据传输的同步,即相当于“轮 到谁讲话和从何处讲?” 传输层——从端到端经网络透明的传送报文,即相当于“ 对方在何处?” 网络层——分组交换和路由选择,即相当于“走哪条路可 到达该处?” 数据链路层——在链路上无差错的传送帧,即相当于“每 一步该怎么走?” 物理层——将比特流送到物理媒体上传送,即相当于“对 上一层的每一步应该怎样利用物理媒体?”
大学计算机基础
网络传输介质与网络设备
4.无线传输介质 无线通信介质中的红外线、激光、微波或其他无 线电波由于不需要任何物理介质,非常适用于特殊场 合。它们的通信频率都很高,理论上都可以承担很高 的数据传输速率。 (1)无线电短波通信 (2)微波传输 (3)红外线
大学计算机基础
网络传输介质与网络设备
6.1.4 计算机网络的拓扑结构
1.总线型结构 在总线型拓扑结构中,局域网的各结点都连接 到一条单一连续的物理线路上,如图2-2所示。网上 任何一个结点的信息都可以沿着总线向两个方向传 输扩散,并且能被总线中任何一个结点所接受。
大学计算机基础
计算机网络拓扑结构的优缺点
优点: 结构简单灵活 方便设备扩充 网络速度很快 设备量较少 价格低廉 安装方便 共享资源能力强 便于广播式工作 缺点: 对线路故障敏感 只能有一个节 点来发送数据 线路上任何一处 故障会导致整个 网络的瘫痪
大学计算机基础
计算机网络系统的组成
6.1 计算机网络系统组成 6.1.1 计算机网络
计算机网络是利用网络设备和通讯线路把分布在 不同地理位置的多台计算机系统连接起来,运行网络 系统软件,实现网络资源共享的通信的系统。

6第6章 离散时间模型

6第6章 离散时间模型

第六章 离散时间和连续时间模型的仿真§1 状态变量6.1.1 状态变量的基本概念1) 状态变量集计算机仿真中必须搞清楚实体相互关系的规则。

计算机记录描述变量的过去值,根据相互关系规则,可计算描述变量的未来值。

状态变量集是所有描述变量的一个子集,只要知道这些变量的现在值和输入变量值,就可计算模型的所有描述变量未来值。

2)模型完全描述完全描述模型:假设模型具有描述变量n ααα,,,21 ,如果在任一时间t ,变量1α的值为1y ,变量2α的值为2y ,…,若实体的相互关系规则对任一未来时间 t ′(大于 t )确定了值''2'1,,,ny y y 的唯一集,那么该模型是完全描述的。

模型完全描述的充要条件:如果各描述变量的各个值只在任一时间t 唯一确定所有这些变量在任一未来时间t ′的值,就说描述变量集的某个子集是状态变量集。

如果模型是完全描述的,n ααα,,,21 或它的真子集便是状态变量集。

模型是完全描述的充要条件是该模型的描述变量中存在状态变量集 例:二辆汽车面对而驶,V 1、V 26.1.2 状态变量的仿真性质1) 程序预置假设程序给出计算t ′时的''2'1,,,ny y y 的任务。

则仅需预置(也即是初始化)那些与状态变量有关的存储单元。

2) 重复操作假设给定t 时的n y y y ,,,21 值之后,因为丢失了第一次仿真操作的记录,要重复计算t ′时的''2'1,,,ny y y 值,只要与状态变量有关的单元,预置n y y y ,,,21 的相同值,则在不同计算机和不同时间作两次操作,结果仍然相同。

3) 程序中断和重新起动设计算t ′时的''2'1,,,ny y y 值之后,安排中断程序。

在某时间之后可以重新起动。

4) 程序恢复假设计算机在执行程序时发生事故,修复正常时,重新预置肯定将最终产生相同结果,但比从中断点重新起动要花费更多的时间。

第六章计划评审与关键线路 第一节网络图的基本概念及绘制原则

第六章计划评审与关键线路 第一节网络图的基本概念及绘制原则

互动环节练习:
指出下列网络图中的错误,请予以改正
2 d a e
b 1 4
f 5
c 3
存在问题:两个完全相同的节点之间出现了两条箭线;
3 a e
1 b 4 d c 2 5 g f
6
7
存在问题:1、存在多个起点和终点; 2、工作 d的接点编码箭尾编码大于了箭头编码;
2 e a b 1 c 3 d f 5
(五)按网络图的用途划分: ①基层网络图; ②局部网络图; ③综合网络图; (六)按编制时间划分: ①总网络图; ②年度网络图; ③五年计划网络图;
四、网络图的绘制:
(一)绘制规则(双代号网络): ①一项工作由两个节点及其之间的箭线表示;
工作名称
i
工作时间
j
问题一: 若出现下述逻辑关系,是否正确。
第六章
计划评审与关键线路法
§1 网络图的基本概念及绘制原则 §2 双代号与单代号网络图的绘制
§3 时间参数与关键线路
§4 时标网络的绘制 §5 资源的优化
6-1
网络图的基本概念及绘制原则
一、网络计划技术的基本原理:
①用网络图的形式表达出各项工作的先后顺 序和衔接关系; ②计算时间参数找出关键线路和关键工作; ③通过调整找出最优计划并付诸实施; ④在实施过程中进行有效监督和控制,从而 保证合理使用资源,缩短工期。
g
4
存在问题:a、d、b工作是闭合回路。
2
D
5
A 1
C B 3 F
E I 4
E G
4
6
存在的问题:1、缺少箭头指向; 2、重复工作名称与重复节点编码; 3、存在闭合回路 4、两个终点节点; 5、箭尾编码应小于箭头编码。 6、存在逆向箭线;

第六章图与网络分析

第六章图与网络分析

e3
v3
若链中所有的顶点也互不相同,这样的链称为路.
e4
v4
起点和终点重合的链称为圈. 起点和终点重合的路称为回路.
若图中的每一对顶点之间至少存在一条链, 称这 样的图为连通图, 否则称该图是不连通的. 第10页
完全图,偶图
任意两点之间均有边相连的简单图, 称为完全图. K n
K2
K3
K4
2 | E | Cn
第20页
6.2树图和图的最小部分树问题 Minimal tree problem 6.2.1树的概念
若图中的每一对顶点之间至少存在一条链, 称这样的图 为连通图. 树图(简称树Tree): 无圈的连通的图,记作T(V, E)
组织机构、家谱、学科分支、因特网络、通讯网络及高压线路 网络等都能表达成一个树图 。
第13页
有向图 G : (V,E),记为 G=(V,E)
G 的点集合: V {v1 , v2 ,...,vn } G 的弧集合: E {eij } 且 eij 是一个有序二元组 (vi , v j ) ,记
为 eij (vi , v j ) 。下图就是一个有向图,简记 G 。 若 eij (vi , v j ) ,则称 eij 从 v i 连向 v j ,点 v i 称为 eij 的尾,v j 称为 eij 的头。 v i 称为 v j 的前继, v j 称为 v i 的后继。 基本图:去掉有向图的每条弧上的方向所得到的无向图。
有向图 G (V , E ) 的关联矩阵:一个 | V | | E | 阶矩阵
B (bik ) ,
1, 当 弧ek以 点i为 尾 其中 bik 1, 当 弧ek以 点i为 头 0, 否 则

运筹学第六章网络计划

运筹学第六章网络计划

工序(i,j)的总时差=(j)最迟开始时间-t(i,j) -(i)最早开始时间
工序(i,j)的自由时差=(j)最早开始时间- (i)最早完成时间
所有时间参数
例3(P136)某项课题研究工作分解的作业表如下。根据此表绘制此项科研工作的网络图,计算时间参数,并确定关键路线。
工序代号
工序
紧前工序
工序时间
(3)按照工作的新工时,重新计算网络计划的关键 路线及关键工序。
(4)再比较关键工序的直接费用率与间接费用率。
不断重复,直到使总费用上升为止。 (直接费用率>间接费用率)
注:若压缩引起出现多于一条新的关键路线时,需同时压缩各关键路线.
(因为不同时压,则工期不能缩短, 工期=关键工序上工时之和)
表示相邻工序时间分界点,称为事 项,
用 表示
(3)相邻弧:
表示工序的前后衔接关系,称为紧前 (或紧后)关系。

A
B
A是B的紧前工序,B是A的紧后工序。
A
(4)虚工序(虚箭线)
为表示工序前后衔接关系的需要而增加的。
6.1 网络计划图的绘制 6.2 时间参数计算与关键路线确定 6.3 网络图的调整及优化
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1.问题的一般提法:
设有一项工程,可分为若干道工序,已知各工序间 的先后关系以及各工序所需时间t。
问:
(1)工程完工期T?
(2)工程的关键工序有哪些?
若再各压缩1天
则应压缩B、C(同时压)
此时的直接费用率将是3+4=7>5
故最低成本工期为10天。
注:
(1)有时资料未给可压缩时间,但给了正常工作时间及最短工作时间。则压缩时间=正常工作时间-最短工作时间。

运筹学6(图与网络分析)

运筹学6(图与网络分析)

定义7:子图、生成子图(支撑子图)
图G1={V1、E1}和图G2={V2,E2}如果 V1 V2和E1 E2 称G1是G2的一个子图。
若有 V1=V2,E1 E2 则称 G1是G2的一 个支撑子图(部分图)。
图8-2(a)是图 6-1的一个子图,图8-2 (b)是图 8-1的支撑子图,注意支撑子图 也是子图,子图不一定是支撑子图。 e1
v2 ▲如果链中所有的顶点v0,v1,…,vk也不相
e1 e2 e4 v1 e3
v3 e5
同,这样的链称初等链(或路)。
e6
▲如果链中各边e1,e2…,ek互不相同称为简单链。
e7
e8
▲当v0与vk重合时称为回路(或圈),如果边不 v4
v5
重复称为简单回路,如果边不重复点也不重复
则称为初等回路。
图8-1中, μ1={v5,e8,v3,e3,v1,e2,v2,e4,v3,e7,v5}是一条链,μ1中因顶 点v3重复出现,不能称作路。
e1
e2 e4 v1 e3
v2
v3
e5
e6
e7
e8
v4
v5
定理1 任何图中,顶点次数的总和等于边数的2倍。
v1
v3
v2
定理2 任何图中,次为奇数的顶点必为偶数个。
e1
e2 e4 v1 e3
v2
v3
e5
e6
e7
e8
v4
v5
定义4 有向图: 如果图的每条边都有一个方向则称为有向图
定义5 混合图: 如何图G中部分边有方向则称为混合图 ② ⑤ ④
定理4 有向连通图G是欧拉图,当且仅当G中每个顶点的出 次等于入次。
② 15
9 10

运筹学第六章图与网络分析

运筹学第六章图与网络分析

S
2
4
7
2 A
0 5
S
5 45 B
98
14
5
13
D
T
C
E
4
4
4
7
最短路线:S AB E D T
最短距离:Lmin=13
2.求任意两点间最短距离的矩阵算法
⑴ 构造任意两点间直接到达的最短距离矩阵D(0)= dij(0)
S A B D(0)= C D E T
SABCDET 0 25 4 2 02 7 5 20 1 5 3 4 1 0 4 75 0 15 3 41 0 7 5 7 0
e1 v1
e5
v0 e2
e3
v2
e4
e6 e7
v3
v4
(4)简单图:无环、无多重边的图称为简单图。
(5)链:点和边的交替序列,其中点可重复,但边不能 重复。
(6)路:点和边的交替序列,但点和边均不能重复。
(7)圈:始点和终点重合的链。
(8)回路:始点和终点重合的路。
(9)连通图:若一个图中,任意两点之间至少存在一条 链,称这样的图为连通图。 (10)子图,部分图:设图G1={V1,E1}, G2={V2,E2}, 如果有V1V2,E1E2,则称G1是G2的一个子图;若 V1=V2,E1E2,则称G1是G2的一个部分图。 (11)次:某点的关联边的个数称为该点的次,以d(vi)表示。
步骤:
1. 两两连接所有的奇点,使之均成为偶点;
2. 检查重复走的路线长度,是否不超过其所在 回路总长的一半,若超过,则调整连线,改 走另一半。
v1
4
v4
4
1
4
v2
v5
5

运筹学第6章 图与网络

运筹学第6章 图与网络

也就是说| V1 |必为偶数。
定理6.2有学者也称作定理6.1的推论。根据定理6.2,握手定理也可以 表述为,在任何集体聚会中,握过奇次手的人数一定是偶数个。
12 该课件的所有权属于熊义杰
另外,现实中不存在面数为奇数且每个面的边数也是奇数的多面 体,如表面为正三角形的多面体有4个面,表面为正五边形的多面体有 12个面等等,也可以用这一定理予以证明。因为在任意的一个多面体 中, 当且仅当两个面有公共边时,相应的两顶点间才会有一条边,即 任意多面体中的一个边总关联着两个面。所以,以多面体的面数为顶
v j V2
(m为G中的边数)
因式中 2m 是偶数, d (v j ) 是偶数,所以 d (vi ) 也必为偶数
v j V2
vi V1
( 两个同奇同偶数的和差必为偶数 ), 同时,由于 d (vi ) 中的每个加数 d (vi )
均为奇数,因而 d (vi ) 为偶数就表明, d (vi ) 必然是偶数个加数的和 ,
图论、算法图论、极值图论、网络图论、代数图论、随机图论、 模糊图论、超图论等等。由于现代科技尤其是大型计算机的迅 猛发展,使图论的用武之地大大拓展,无论是数学、物理、化 学、天文、地理、生物等基础科学,还是信息、交通、战争、 经济乃至社会科学的众多问题.都可以应用图论方法子以解决。
1976年,世界上发生了不少大事,其中一件是美国数学家 Appel和Haken在Koch的协作之下,用计算机证明了图论难题— —四色猜想(4CC):任何地图,用四种颜色,可以把每国领土染 上一种颜色,并使相邻国家异色。4CC的提法和内容十分简朴, 以至于可以随便向一个人(哪怕他目不识丁)在几分钟之内讲清 楚。1852年英国的一个大学生格思里(Guthrie)向他的老师德·摩 根(De Morgan)请教这个问题,德·摩根是当时十分有名的数学家, 他不能判断这个猜想是否成立,于是这个问题很快有数学界流 传开来。1879年伦敦数学会会员Kemple声称,证明了4CC成立, 且发表了论文。10年后,Heawood指出了Kemple的证明中

运筹学第六章图与网络分析a管理精品资料

运筹学第六章图与网络分析a管理精品资料
min T (v j) T ( v j) ,L ( v i) d ij j
3. 在与固定标号点相邻的临时标号点中选取 具有最小标号的点vi给予固定标号,即:
L(vi)=min{ T(vj) } 返回第2步。 4. 当vn得到固定标号时,计算结束。 注: 固定标号L(vi)表示v1到vi的最短距离, 临时标号T(vj)表示v1到vi距离的上界。
能一笔画的图一定是欧拉圈或含有欧拉链。 定理:连通的多重图G是欧拉图的充要条件是G 中无奇点。 推论:连通的多重图G有欧拉链的充要条件是G 中恰有两个奇点。
第二节 树图和图的最小部分树
树图:无圈的连通图称为树图,记为T(V,E)。 2-1 树的性质 性质1:任何树中必存在至少两个次为1的点(悬 挂点)。
若一个简单图中任意两点之间均有边相连,
则称该图为完全图。
对含有n个顶点的完全图,其边数有
Cn2
1n(n1) 2
条。
如果图的顶点能分成两个互不相交的非空
集合V1和V2 ,使在同一集合中任意两个顶点 都不相邻,则称该图为偶图(或二分图)。
若偶图的顶点集合V1、V2之间的每一对不 同顶点之间都有一条边相连,则称该图为完全 偶图。在完全偶图中, V1若有m个顶点, V2 有n个顶点,则其边数共有m×n条。
临时标号
v2(5) v3(2) v4(∞) v5(∞) v6(∞) v7(∞) v2(5) v4(9) v5(∞) v6(6) v7(∞) v4(7) v5(12) v6(6) v7(∞) v4(7) v5(7) v7(12)
v5(7) v7(12)
v7(10)
❖ Dijkstra 算 法 仅 适 合 于 所 有 的 权
Hale Waihona Puke 3-2 求任意两点间最短距离的矩阵算法(Floyd) 设邻接矩阵为D,计算D1=D+D, D2= D1 +D ,

运筹学-第六章 图论1

运筹学-第六章 图论1
6、图论1
哥尼斯堡七桥问题 哥尼斯堡( 现名加里宁格勒) 哥尼斯堡 ( 现名加里宁格勒 ) 是 欧洲一个城市, Pregei河把该城分 欧洲一个城市 , Pregei 河把该城分 成两部分, 河中有两个小岛, 成两部分 , 河中有两个小岛 , 十八 世纪时, 世纪时 , 河两边及小岛之间共有七 座桥, 当时人们提出这样的问题: 座桥 , 当时人们提出这样的问题 : 有没有办法从某处( 出发, 有没有办法从某处 ( 如 A ) 出发 , 经过各桥一次且仅一次最后回到原 地呢? 地呢?
v2 5 0 v1
2 7 5
7 2
v5 v4
6 1 2 4
7
3
7 v3
v7
6
v6 6 2 与v1、V2、v3、v6、 v4 、v5相邻的点有v7 L17=min{L15+d57,L16+d67} =min{7+3,6+6}=10
v2 5 0 v1
2 7 5
7 2
v5 v4
6 1 2 4
7
3
7 v3
④重复上述步骤,直至全部的点 重复上述步骤,
都标完。 都标完。
例:如下图中从v1到v7的最短路。 v2
5 7 2
v5 v4
6 1 2 4 6 3
v1
2 7
v7 v6
v3
v2 0 v1
2 7 5
7 2
v5 v4
6 1 2 4 6 3
v3
v7
2
v6
与v1、v3相邻的点有v2、v4、v6 L1p=min{L11+d12,L13+d34,L13+d36} =min{0+5,2+7,2+4}=5=L12

运筹学胡运权第五版(第6章)课件

运筹学胡运权第五版(第6章)课件
零图: 边集为空集的图。
运筹学胡运权第五版(第6章)
2、图的阶:即图中的点数。 例如 右图为一个五阶图
3、若图中边e= [vi,vj] ,则vi,vj称 为e的端点,
e称为vi,vj的关联边。 若vi与vj是一条边的两个端
点,则称vi与vj相邻; 若边ei与ej有公共的端点,
则称ei与ej相邻。
e8
1、图(graph):由V,E构成的有序二元组,用以表示对 某些现实对象及其联系的抽象,记作 G={V,E}。 其中V称为点集,记做V={v1,v2,···,vn}
E称为边集,记做E={e1,e2,···,em}
点(vertex):表示所研究的对象,用v表示; 边(edge):表示对象之间的联系,用e表示。 网络图(赋权图): 点或边具有实际意义(权数)的图, 记做N。
路:点不能重复的链。
圈:起点和终点重合的链。
回路:起点和终点重合的路。
连通图:任意两点之间至少存在一条链的图。
完全图:任意两点之间都有边相连的简单图。
n阶完全图用Kn表示,边数=
C 2 n(n 1)
n

2
注意:完全图是连通图,但连通图不一定是完全图。
运筹学胡运权第五版(第6章)
v1 e4
v4 e5 v5
依次下去,vn必然与前面的某个点相邻,图中有圈,矛盾!
注意:树去掉悬挂点和悬挂边后余下的子图还是树。
运筹学胡运权第五版(第6章)
(2)n阶树必有n-1条边。
证明(归纳法): 当n=2时,显然;
设n=k-1时结论成立。 当n=k时,树至少有一个悬挂点。
去掉该悬挂点和悬挂边,得到一个k-1阶的树,它有 k-2条边,则原k阶树有k-1条边。
7、已知图G1={V1,E1}, G2={V2,E2}, 若有V1V2,E1E2,则称G1是G2的一个子图; 若V1=V2,E1E2且 E1≠E2 ,则称G1是G2的一个部分图。

《数据结构与算法项目化教程》课件第6章

《数据结构与算法项目化教程》课件第6章

为G=(V, E),V是顶点A的有限集合,E是边的有限集合,即
V={A|A∈某个数据集合}, E={(A, B)|A, B∈V}

E={<A, B> |A, B∈V 且 path(A, B)}
其中,path(A, B)表示从顶点A到B的一条通路。
学习情境6 图
2.图的类型 (1) 无向图。 无向图(undirected graph)中的边没有方向,每条边用两个 顶点的无序对表示,如(A, B)表示连接顶点A和B之间的一条 边,(A, B)和(B, A)表示同一条边。图6-1是一个无向图,用G 表示无向图,其顶点集合V为
V(G)={A,B,C,D,E} E(G)={<A,B>,<A,D>,<A,E>,<B,C>,<C,B>,<C,D>,<D,B> ,<D,E>,<E,A>}
学习情境6 图
图6-2 有向图
学习情境6 图
(3) 自身环的图和多重图。 如图6-3所示,顶点C有一个路径指向自身,这种图称为 带自身环的图;顶点B有两条路径到顶点A,这种图属于多重 图。这些一般不属于数据结构讨论的范畴,本学习情境只讨 论无向图和有向图。 (4) 完全图。 完全图(complete graph)的任一顶点均有路径到其他顶点。 完全图的边数是最大的。无向完全图的边数有n × (n-1)/2,有 向完全图的边数为n × (n-1)。
学习情境6 图
图6-13 邻接表元素
学习情境6 图
图6-14 带权无向图的邻接表表示
学习情境6 图
3.有向图的邻接表表示 以邻接表表示有向图,需要根据边的方向而得到边表, 边表有两种:出边表和入边表。 出边表:第i行单链表存储以顶点vi为起点的所有边<vi, vj>,dest域是该条边的终点vj在顶点表中的下标。 入边表:第i行单链表存储以顶点vi为终点的所有边<vj, vi>,dest域是该条边的起点vj在顶点表中的下标。 有向图的邻接表表示有两种,分别是由出边表构成的邻 接表和由入边表构成的逆邻接表。带权有向图邻接表的出边 表表示如图6-15所示。在有向图的邻接表或逆邻接表中,每 条边只存储一次。

第六章 图与网络分析

第六章 图与网络分析
v1 1 v8 5 v7 3 4 5 2 v6 2 4 2 v2 1 3 v0 4 4 v5 1 v3 1 v4 5
28
第三节 最短通路问题
29
一、最短通路问题
最短通路问题:就是从给定的网络图中找出 最短通路问题: 任意两点之间权重之和最小的一条路。 权重之和最小的一条路 任意两点之间权重之和最小的一条路。
8
例:图
e1
v1 e2 e4 e5 e3 e6 v3 v5
9
v4
v2
6、子图:图G1=(V1,E1)和图 2=(V2, 、子图: 和图G ( ( E2),如果 V1 ⊆ V2 和 E1 ⊆ E 2 ,称G1是G2的 ),如果 一个子图。 一个子图。 V 的支撑子图。 当V1= V2,1 ⊂ V2 时,称G1是G2的支撑子图。
32
①令P(vs)=0,T(vi)=+∞,i=(1,2,…,n-1,n) , , 计算T(vj)=min[T(vj), P(vi)+ ωij] ②计算 比较所有具有T标号的点 把最小者改为P标 标号的点, ③比较所有具有 标号的点,把最小者改为 标 号,即: P(vi)=min[T(vi)] ;当存在两个以上 最小者时,可同时改为P标号 标号, 最小者时,可同时改为 标号,若全部点均 标号则停止计算。 为P标号则停止计算。 标号则停止计算
39
2、流量:弧(vi,vj)实际通过量或安排的通 、流量: 过量,记为f 过量,记为 ij。 3、流:弧集E上所有边的流量所组成的集合, 、 上所有边的流量所组成的集合, 弧集 上所有边的流量所组成的集合 记为f={fij}。 记为 。
40
v1 (8,8)
(9,4)
v3 (5,5) (6,1) (10,8) vt

第六章 图论

第六章 图论

第六章图论§8.1 图论发展史第一阶段:瑞士数学家欧拉(E. Euler)在1736年发表了一篇题为“依据几何位置的解题方法”的论文,有效地解决了哥尼斯城堡“七桥难题”,从此开创了图论的历史新纪元;所谓“七桥难题”是指:18世纪的哥尼斯堡城中流过一条河,河上有七座桥连接着河的两岸和河中的两个小岛,如图8-1所示:一个游者怎样才能一次连续走过这七座桥而每座桥只走一次,回到原出发点;没有人想出这种走法,又无法说明走法不存在。

欧拉将这个问题归结为如图8-2 所示的问题。

他用A,B,C,D四点表示河的两岸和小岛,用两点间的连线表示桥。

七桥问题变为:从A,B,C,D任意点出发,能否通过每条边一次且仅一次,再回到原点?欧拉证明了这样的走法不存在,并给出了这类问题的一般结论。

图8-1 图8-2第二阶段:1847年,数学家基尔霍夫(Kirchhoff)运用图论解决了电路理论中的求解联立方程的问题,他引入了“树”的概念,可惜由于他的思想超出了时代的发展而长期未被重视;到1857年,英国数学家凯莱(Cayley)又从化学的角度进一步扩展了“树”的概念,从此图论又有了新的发展。

第三阶段:1857年,英国数学家哈密尔顿(Hamilton)发明了一种游戏,他用一个实心正12面体象征地球,正12面体的20个顶点分别表示世界上20座名城,要求游戏者从任一城市出发,寻找一条可经由每个城市一次且仅一次再回到原出发点的路,这就是“环球旅行”问题。

要在图中找一条经过每个点一次且仅一次的路,能成为哈密尔顿回路。

第四个阶段:20世纪以后,随着计算机的不断发展,图论也有了突飞猛进的进展,广泛应用于各科领域:如物理、化学、信息论,博弈论,计算机网络,等等;目前图论已经发展成完整的一个数学分支,并且越来越多的数学爱好者倾向于研究图论。

§8.2 图与网络的基本概念一、图与网络的基本概念1、图的相关概念及其分类引例:在一次聚会中有五位代表其中与,与,与,与,与是朋友,则我们可以用一个带有五个顶点、五条边的图形来表示这五位代表之间的朋友关系(图8-3):图8-3定义1、设是一个非空有限集合,是与不相交的有限集合,一个图是指一个有序二元组,其中称为图的顶点集,称为的边集;,.如引例中五位代表之间的朋友关系可以用图来表示,,,其中:,,,,.定义2、两个端点重合的边称为环;两点之间多于一条边的,称为多重边;不含有环和多重边的图称为简单图。

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第六章 图与网络图 一、选择1. 在图中用V 表示点,用E 表示边,如果有两个图G 1={V 1,E 1}和图G 2={V 2,E 2},若有V 1⊆V 2 ,E 1⊆ E 2,则称G 1 是G 2的一个(D )A 偶图B 部分图C 完全图D 子图 2. 3. 在树图中,顶点有v 个,边有e 条,那么顶点和边的数量关系是(B )A 、v =e B 、e =v -1 C 、v =e -14. 在图中用V 表示点,用E 表示边,如果有两个图G 1={V 1,E 1}和图G 2={V 2,E 2},若有V 1= V 2 ,E 1⊂ E 2,则称G 1 是G 2的一个(A )A 部分图B 子图C 二分图5.完全偶图中V 1含m 个顶点,V 2含有n 个顶点,则其边数共( C )条。

A m+n B m-n C m ×n D m ÷n6. 任何树中必存在次为( A )的点A 1B 2C 3 D4 7.含有n 个顶点的完全图,其边数有( B )条。

A nB )1(21-n n C n(n-1) D n-18.具有n 个顶点的树的边数恰好为(A )条。

A n-1条B n 条C )1(21-n n D n(n-1)9.在网络图中s →t 的最大流量( C )它的最小割集的容量。

A 大于 B 小于C 等于 D 无关10. 构成最大流问题的条件之一是(B )A 、网络有一个始点v sB 、网络有一个始点v s 和一个终点v tC 、网络有一个终点v tD 无要求11. 下图中(C )是完全二分图A BC D12.下面(D)是最短路问题A课程排序问题B 生产计划问题C 人力资源问题D选址问题13. 求网络图中任意两点之间的最短距离的方法是(C )A求最小部分树B矩阵算法C Dijkstra算法D 破圈法14.下面(A)是矩阵算法求最短路问题A 小学生选校址问题B课程排序问题C 生产计划问题D 人力资源问题15.下面(A)是最大流问题。

A桥梁问题B设施布局问题C生产计划问题D以上都不是16.二、填空1.在图论中,称(无圈的) 连通图为树。

2.树是无圈连通图中边数最多的,在树图上只要任意再加上一条边,必定会出现(圈)。

3.在图中一般用点表示(研究的对象),用边表示这些(对象的联系)。

4.如果给图中的点和边赋以具体的含义和权数,把这样的图称为(网络图)5. .图G可以定义为点和边的集合,记作(G=[V,E] )6.在图中,(链)是点可重复,边不可重复的。

7.在图中,(路)是点与边都不可以重复的。

8.如果边e的两个端点相重,称该边为(环)9.对无环、无多重边的图称为(简单图)10.与某一个点v i相关联的边的数目称为点v i的(次)11.对起点与终点相重合的链称为(圈)。

12.若在一个图中,如果每一对顶点之间至少存在一条链,称这样的图为(连通图)。

13. 若在一个图中,如果每一对顶点之间至少存在一条(链),称这样的图为连通图。

14.一个简单图中若任意两点之间均有边相连,称这样的图为(完全图)。

15. 一个(简单图)中若任意两点之间均有边相连,称这样的图为完全图。

16.对要研究的问题确定具体对象及这些对象间的性质联系,这就要对研究的问题建立(图的模型)17.(树)是无圈的连通图。

18.在树图中,称次为1的点为(悬挂点)19..如果G1是G2的部分图,又是树图,则称G1是G2的(部分树) 20.树枝总长最小的部分树,称为(最小支撑树)。

21.把图的所有点分成V 和-V 两个集合,则两个集合之间连线的最短边一定包含在(最小部分树)内。

22. (最短路问题)是指从给定的网络图中找出任意两点之间距离最短(权值和最小)的一条路。

23.矩阵算法中D (k )给出网络中任意两点直接到达,经过一个、两个、···,到(2k -1)个中间点时比较得到的最短距离。

24.设网络图有p 个点,则一般计算到不超过D (k ),k 的值按公式( ),即计算结束。

25. 对图中每条边规定指向的图称为(有向图) 26. 有向图的边称为(弧),记作(v i , v j ),27. 弧(v i , v j )的最大通过能力,称为该弧的(容量),记为c(v i , v j ) ,或简记为 c ij 。

28. (流)是指加在网络各条弧上的一组负载量,对加在弧(v i , v j )上的负载量记作 f (v i , v j ) ,或简记作 f ij29. (割)是指将容量网络中的发点和收点分割开,并使s →t 的流中断的一组弧的集合。

30. (割的容量)是组成它的集合中各弧容量之和。

31.如果在网络的发点和收点之间能找到一条链,在这条链上所有指向为 s →t 的弧(称前向弧,记作μ+),存在f < c (非饱和);所有指向为 t →s 的弧(称后向弧,记为μ -),存在f > 0(非零),这样的链称(增广链)。

32.求网络最大流的方法是(标号算法)33.34.求网络的最大流,是指满足(容量限制条件)和(中间点平衡)的条件下,使)(f v 值达到最大。

三、判断1.图论中的图不仅反映了研究对象之间的关系,而且是真实图形的写照,因而对图中点与点的相对位置、点与点连线的长短曲直等都要严格注意。

(不正确)2.在任一图G 中,当点集V 确定后,树图是G 中边数最少的连通图。

(正确)3.如图中某点v i有若干个相邻点,与其距离最远的相邻点为vj,则边 [i,j]必不包含在最小支撑树内。

(正确) 4.如图中从v 1至各点均有唯一的最短路,则连接v 1至其他各点的最短路在去掉重复部分后,k p k ≤-<-2lg )1lg(1恰好构成该图的最小支撑树。

(正确)5. Dijkstra 算法提供了从网络图中某一点到其他点的最短距离。

(正确 )6. 部分图不是子图,子图也不一定是部分图。

(不正确)7.树图的任意两个点之间有一条且仅有一条唯一通路。

(正确)8.一些重要的网络不能按数的结构设计。

(正确)9.. 一个图的最小部分树不唯一。

(正确)10. 不同解法得到的最小部分树所包含的边虽然可能不相同,但是,每个最小部分树中所有边权的总和一定都是相同的,即都达到了最小。

(正确)11. D (k)中的元素给出了各点间的最短距离,但是并没有给出具体是经过了哪些中间点才得到的这个最短距离,如果要知道中间点具体是什么,需要在计算过程中进行记录。

(正确) 12.零流不是可行流。

(不正确)13. 在网络中 s →t 的最大流量等于它的最小割集的容量。

(正确) 14. 标号算法其本质是判断是否存在增广链,并找出增广链。

(正确)15.求最小费用流时,一方面通过增广链来调整流量,另一方面要找出每一步费用最小的增广链。

是最大流和最短路问题的综合求解。

(正确)四.名词解释1.环:如果边e 的两个端点相重,称该边为环。

2.多重边 如果两个点之间的边多于一条,称为具有多重边。

3.简单图 无环,无多重边的图称为简单图。

4.次 与某一个点i v 相关联的边的数目称为点i v 的次(也叫做度或线度)。

5.奇点 次为奇数的点称作奇点。

6.偶点 次数为偶数的点称作偶点。

7.孤立点 次数为0的点称作孤立点。

8.链 有些点和边的交替序列μ={}k k v e v e v,,,,,110⋅⋅⋅,若其中各边k e e e ,,,21⋅⋅⋅互不相同,且任意1,-t i v 和it v (k t ≤≤2)均相邻,称μ为链。

9.路 如果链中所有的顶点k v v v ,,,10⋅⋅⋅也不相同,这样的链称为路。

10.圈 对起点与终点相重合的链称作圈。

11.回路 起点与终点重合的路称作回路。

12.连通图 若在一个图中,如果每一对顶点之间至少存在一条链,称这样的图为连通图,否则称该图是不连通的。

13.完全图 一个简单图中若任意两点之间均有边相连,称这样的图为完全图。

含有n 个顶 点的完全图,其边数有条)1(212-=n n C n 。

14.偶图 如果图的顶点能分成两 个互不相交的非空集合1V 和2V ,使在同一集合中任意两个顶点均不相邻,称这样的图为偶图(也称二分图)。

15.完全偶图:如果偶图的顶点集合1V ,2V 之间的每一对不同顶点都有一条边相连,称这样的图为完全偶图。

完全偶图中1V 含m 个顶点,2V 含n 个顶点,则其边数共m ·n 条。

16.网络图:如果给图中的点和边赋以具体的含义和权数,如距离、费用、容量等,把这样的图称为网络图。

17.端点:若有边e 可表示为[]v v jie ,=,称v i 和v j是边e 的端点。

18.关联边:若有边e 可表示为[]v v j i e ,=,称边e 为点v i 或v j的关联边。

19.点相邻:若点v i,vj与同一条边关联,称点v i和vj相邻。

20.边相邻:若边e i和ej具有公共的端点,称边e i和ej相邻。

21.子图:图EV G 111,=和图EV G 222,=,如果有VV 21⊆和EE 21⊆,称G 1是G2的一个子图。

22.部分图:如果有VV 21=和EE 21⊂,称G 1是G2的一个部分图。

23.图的模型:对要研究的问题确定具体对象及这些对象间的性质联系,并用图的形式表示出来,这就是对研究的问题建立图的模型。

24.树图:是无圈的连通图。

这类图与大自然中数的特征相似,因而得名树图。

25.部分树:如果G 1是G2的部分图,又是树图,则称G 1是G2的部分树。

26.树枝:树图的各条边称为树枝27.最小部分树:假定各边均有权重,一般图G2含有多个部分树,其中树枝总长最小的部分树,称为该图的最小部分树。

28.弧:有向图上的连线是有规定指向的,称作弧。

记作),(v v ji表明方向是从v i 点指向vj点。

29.弧的容量:对网络上的每条弧),(v v ji都给出一个最大的通过能力,称为该弧的容量,简写cij30.网络的最大流:网络中从发点到收点之间允许通过的最大流量。

31.流:加在网络各条弧上的一组负载量。

记fij32.零流:若网络上所有的fij=0,这个流称为零流。

33.割:指将容量网络中的发点和收点分割开,并使t s →的流中断的一组弧的集合。

34.割的容量:是组成它的集合中的各弧的容量之和,用),(-V V c 表示。

35.增广链:如果在网络的发点和收点之间能找到一条链,在这条链上所有指向为 s →t 的弧(称前向弧,记作μ+),存在f < c (非饱和);所有指向为 t →s 的弧(称后向弧,记为μ-),存在f > 0(非零),这样的链称增广链。

36.悬挂点:次为1的点为悬挂点。

37.悬挂边:与悬挂点关联的边称为悬挂边。

四、简答 2.2. 一些重要的网络不能按数的结构设计,这是为什么。

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