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我被分配了以下问题,但它真的让我感到困惑:
Consider the BFS algorithm. Given a digraph G = (V, E) and a starting vertex s ∈ V, this algorithm computes for each vertex u ∈ V the value d[u], which is the length (number of edges) on the shortest path from s to u. The objective of this problem is to modify the BFS algorithm of class to compute the number of shortest paths from s to each vertex of G.
This can be done in two steps:
(a) First run the standard BFS on G, starting from s. Explain how to use the result of this BFS to produce a new digraph G2 = (V 2,E2), where V 2 ⊆ V and E2 ⊆ E, such that every path in G2 that starts at s, is a shortest path in G starting from s, and conversely, every shortest path in G starting from s is a path in G2.
(b) Explain how to take the result of part (a) to compute for each vertex u ∈ V , a quantity n[u], which is the number of paths in G2 from s to u. (Hint: This can be done by a modification of BFS.) Both of your algorithms should run in O(V + E) time.
对于 a 部分,我不太确定如何使用 BFS 的结果来生成新的有向图。我不明白它应该如何/以什么方式形成。我是否使用访问过的节点来形成新图?做 BFS 时访问所有节点,我应该如何形成不同的图。
最佳答案
问题(a)
可以通过正常运行 BFS 来解决,但对于每条边 (u, v)
你在做的时候发现,如果shortest-path(u)+1 <= shortest-path(v)
(不管 v
是否已经被访问过)然后 (u, v)
是 G2
中的有向边.
另外,一边做一边解决(b)
你应该增加n[v] += n[u]
.一开始,n[u] = 0
对于除s
以外的所有人, 其中n[s] = 1
.
这是一个 Python 实现示例:
from collections import deque
def bfs(G, s):
shortest = [float('+Inf')]*len(G)
count = [0]*len(G)
shortest[s] = 0
count[s] = 1
Q = deque([s])
while Q:
u = Q.popleft()
for v in G[u]:
if not count[v]:
Q.append(v)
if shortest[u]+1 <= shortest[v]:
shortest[v] = shortest[u]+1
count[v] += count[u]
return count
G = [
[1, 2, 3],
[4],
[4],
[4],
[]
]
print bfs(G, 0)
关于algorithm - 总最短路径的 BFS 修改,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/29884527/
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