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求解无向图中避免重复访问边的最大成本路径

本文探讨了如何在无向图中寻找一条从指定起点出发,确保不会连续两次访问同一条边的情况下,获得最大成本路径的方法。
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 = 5M = 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 = 8M = 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:

  1. 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。

  2. 构建dp[]数组,更新每一步遍历时的最大成本。

  3. 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。

  4. 将环路中所有节点的成本累加到canTake中。

  5. 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

  6. 遍历整个图后,输出canTakebest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。


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用户x735b8j5iu
这个家伙很懒,什么也没留下!
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