作者:用户x735b8j5iu | 来源:互联网 | 2024-12-13 20:04
探索无向图中避免重复访问边的最大成本路径
给定一个包含N
个节点和M
条边的无向图,每个节点关联有一个特定的成本值,并指定一个起始节点S
。目标是在遵循不连续两次访问同一边规则的前提下,从起始节点S
出发,寻找具有最高累积成本的路径。
实例展示:
输入案例一:设N = 5
,M = 5
,起始节点S = 1
,成本数组cost[] = {2, 2, 8, 8, 6, 9}
,如图所示:
输出结果:21
解析:
最优路径序列为:
1-> 2-> 0-> 1-> 4
总成本= 2 + 8 + 2 + 2 + 9 = 21
输入案例二:设N = 8
,M = 8
,起始节点S = 3
,成本数组cost[] = {10, 11, 4, 12, 3, 4, 7, 9}
,如图所示:
输出结果:46
解析:
最优路径序列为:
3-> 0-> 2-> 1-> 7
解决方案概述:核心思想在于检测图中是否存在环路,若存在,则需遍历所有环路节点;若不存在,则问题转化为在任意有向图中寻找最大成本路径的问题。
程序中使用的关键数据结构包括:
dp[i]:记录访问节点'i'及其所有子节点的累计成本。
vis[i]:标识是否已访问过节点'i'。
canTake:累加环路内所有节点的成本,排除叶节点及其子节点(如果有的话)。
best:记录最大成本的叶节点及其子节点(如果有的话)的成本。
check:布尔变量,用于检测图中是否存在环路,一旦发现环路,其值将被设置为0。
具体步骤如下:
执行深度优先搜索(DFS),初始化标志变量check
为1,表示尚未发现环路。
构建dp[]
数组,更新每一步遍历时的最大成本。
当遇到已访问但非父节点的相邻节点时,表明找到了环路,此时将check
设置为0。
将环路中所有节点的成本累加到canTake
中。
完成对当前节点所有相邻节点的遍历后,如果没有发现环路,则表示这是从环路到叶节点的一条路径,如果dp[i]
大于当前的best
值,则更新best
。
遍历整个图后,输出canTake
和best
的总和作为最终的最大成本路径。
以下是基于上述方法的C++代码实现:
... [此处省略了具体的编程代码,因为它们与原始内容相同,只是语言描述进行了调整] ...
性能分析:
时间复杂度:O(N + M),其中N代表节点数量,M代表边的数量。
空间复杂度:O(N + M),考虑到需要存储节点和边的信息。