第九章 图与网络分析

L2(vj) 0*v?A431*???????? v*?v4,d(v1,v4)?L2(v*)?minL2(vj)?1,前列顶点v1;

vjk?3 v10*v?Av24v33*v41*v57v6v7v8 L3(vj)?????? v*?v3,d(v1,v3)?L3(v*)?minL3(vj)?3,前列顶点v1;

vjk?4 v10*v24*v?Av33*v41*v57v6v7v8 L4(vj)?????? v*?v2,d(v1,v2)?L4(v*)?minL4(vj)?4,前列顶点v1;

vj k?5 v10*v24*v?Av33*v41*v5v6v7v8 L5(vj) 7*?????? v*?v5,d(v1,v5)?L5(v*)?minL5(vj)?7,前列顶点v4;

vjk?6 v10*v24*v?Av33*v41*v5v6v7v8 L6(vj)7*??10*?? v*?v7,d(v1,v7)?L6(v*)?minL6(vj)?10,前列顶点v5;

vjk?7 v10*v24*v33*v41*v5v6v7v8 L7(vj)7*??*10*?? 已经无法继续,因此从v1无法到达v6和v8。v1到其他各顶点的最短路径和长分别为:

v1?v2,d(v1,v2)?4

v1?v3,d(v1,v3)?3

v1?v4,d(v1,v4)?1

v1?v4?v5,d(v1,v5)?7 v1?v4?v5?v7,d(v1,v7)?10

9.17 解:(1)首先确定所有的割集与对应的容量。

①若V1?{vS},则其割集为(V1,V1)?{(vS,v1),(vS,v2)},则该割集相应的容量

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为c(V1,V1)?cS1?cS2?4?2?6;

②若V2?{vS,v1},则其割集为(V2,V2)?{(vS,v2),(v1,vT)},,则该割集相应的容量为c(V2,V2)?cS2?c1T?4?3?7;

③若V3?{vS,v1,v2},则其割集为(V3,V3)?{(v2,v3),(v1,vT)},则该割集相应的容量为c(V3,V3)?c23?c1T?2?3?5;

④若V4?{vS,v1,v2,v3},则其割集为(V4,V4)?{(v1,vT),(v3,vT)},则该割集相应的容量为c(V4,V4)?c1T?c3T?3?5?8;

⑤若V5?{vS,v2},则其割集为(V5,V5)?{(vS,v1),(v2,v1),(v2,v3)},则该割集相应的容量为c(V5,V5)?cS1?c21?c23?2?3?2?7;

⑥若V6?{vS,v2,v3},则其割集为(V6,V6)?{(vS,v1),(v2,v1),(v3,v1),(v3,vT)},则该割集相应的容量为c(V6,V6)?cS1?c21?c31?c3T?2?3?1?5?11;

(2)上述各割集中,最小割集的容量为c(V*,V*)?minc(Vi,Vi)?c(V3,V3)?5,

i此时最小割集为V*?{vS,v1,v2},V*?{v3,vT}。

(3)根据最大流量最小割集定理,在该网络中,其最大流f*的流量为

V(f*)?min{c(Vi,Vi)}?c(V*,V*)?5。

i由于f23?f1T?2?3?5,所以图中标出的流就是最大流。

9.18 解:已知网络最大流为W(f)?11。只要求流量为11时的最小费用流即可。

(1)从f(0)?{0}开始,作长度网络L(f(0)),见图9-47(a),用Dijkstra算法求出L(f(0))的最短路为:vS?v2?v1?vT。在网络中相应的可增广链上用最大流算法进行流的调整:

Q??{(vS,v2),(v2,v1),(v1,vT)},Q???

8?0,5?0,7?0}?5 ?1?min{min(cij?fij(0)),minfij(0)}?min{Q?Q? 46

f(1)(0)??fij??1??(0)??fij(vi,vj)?Q?,

其他W(f(1))?W(f(0))??1?5 d(f(1))?5?1?5?2?5?1?20

f(1)的结果见图9-47 (b)。

(2)作长度网络L(f(1))如图9-47 (c),弧上有负权,故只能采取逐次逼近法求最短路,最短路为vS?v1?vT。在网络中相应的可增广链上用最大流算法进行流的调整:

Q??{(vS,v1),(v1,vT)},Q???

10?0,7?5}?2 ?2?min{min(cij?fij(1)),minfij(1)}?min{Q?Q?f(2)(1)??fij??2??(1)f??ij(vi,vj)?Q?,

其他W(f(2))?W(f(1))??2?7

d(f(2))?5?1?5?2?7?1?2?4?30

f(2)的结果见图9-47(d)。

(3)作长度网络L(f(2))如图9-47(e),弧上有负权,故只能采取逐次逼近法求最短路,最短路为vS?v2?v3?vT。在网络中相应的可增广链上用最大流算法进行流的调整:

Q??{(vS,v2),(v2,v3),(v3,vT)},Q???

?3?min{min(cij?fij(2)),minfij(2)}?min{8?5,10?0,4?0}?3

Q?Q?f(3)(2)??fij??3??(2)f?ij?(vi,vj)?Q?,

其他W(f(3))?W(f(2))??3?10

d(f(3))?8?1?5?2?7?1?2?4?3?3?3?2?48 f(3)的结果见图9-47(f)。

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(4)作长度网络L(f(3))如图9-47(g),弧上有负权,故只能采取逐次逼近法求最短路,最短路为vS?v1?v2?v3?vT。在网络中相应的可增广链上用最大流算法进行流的调整:

Q??{(vS,v1),(v2,v3),(v3,vT)},Q??{(v1,v2)}

10?2,10?3,4?3,5}?1 ?4?min{min(cij?fij(3)),minfij(3)}?min{Q?Q?f(4)?fij(3)??4(vi,vj)?Q??(3)???fij??4(vi,vj)?Q,W(f(4))?W(f(3))??4?11 ?(3)其他?fijd(f(4))?8?1?4?2?7?1?3?4?4?3?4?2?55 f(4)的结果见图9-47(h)。

由于W(f(4))?11,f(4)就是所求的最小费用流,最小费用为55。

v141vT0vv110555vT0vS1622vSv2(a)

3v3v3v20 L(f(0)) (b) f(1)

–1v1461v1vT227vT0vS1–2vS505–13v3v3v20v2(c)L(f(1) ) (d) f(2)

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