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end

Mi=min(path(:,3)); %寻找增广路径中最小的那条边 for i=1:k

A(path(i,1),path(i,2))=A(path(i,1),path(i,2))-Mi; %增广路径中每条路径减去最小的边

maxflow(path(i,1),path(i,2))=maxflow(path(i,1),path(i,2))+Mi; %最大流,原网络包含这个网络,我只能这样表示了

end %使用新的图A进入下一循环,从新开始找增广路径 end

figure;

netplot(maxflow,1)

9.单元最短路径

图的相关算法也算是自己的一个软肋了,当年没选修图论也是一大遗憾。

图像处理中,也有使用图论算法作为基础的相关算法,比如图割,这个算法就需要求最大流、最小割。所以熟悉一下图论算法对于图像处理还是很有帮助的。

Dijkstra和Bellman-Ford类似,都是解决单源最短路径问题,不同的是这个方法只能解决边为非负的问题,实现的好的Dijkstra算法运行时间要快于Bellman-ford。 算法步骤如下:

1.首先设置队列,所有节点入列,源节点值为0,其他节点值为无穷。 2.然后在队列中找值最小的节点并出列。 3.计算出列的节点所有后继节点的距离。

4.松弛方法,如果新计算的距离小于上次计算的距离,那么更新距离,即将后继节点值设为较小的距离,并将后继节点的前趋设为当前的出列节点。

5.对剩余的节点队列继续找最小值并出列,不断循环2、3、4步直到队列中没有节点了。 步骤是上面没错,不过我程序中没有完全按照上述的步骤实现。不同的地方在于我没有做出列操作,而是通过标记节点的形式实现的。

运行结果如下,图(是图不是图片)是算法导论367页上的:

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matlab代码如下,netplot和compresstable2matrix和上一篇使用的一样: main.m

clear all;close all;clc

%初始化邻接压缩表,1 2 10 表示从节点1到节点2,边的权重为10 b=[1 2 10;1 4 5;2 3 1; 2 4 2; 3 5 4;4 2 3; 4 3 9; 4 5 2;5 1 7; 5 3 6];

m=max(max(b(:,1:2))); %压缩表中最大值就是邻接矩阵的宽与高 A=compresstable2matrix(b); %从邻接压缩表构造图的矩阵表示 netplot(A,1) %形象表示

S=inf(1,m); %从开始的源点到每一个节点的距离 S(1)=0; %源点到自己的距离为0

pa=zeros(1,m); %存储每个节点的前驱,在松弛过程中赋值

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pa(1)=1; %源点的前趋是自己

visit=zeros(1,m); %标记某个节点是否访问过了

index=1; %从index节点开始搜索

%判断是否对所有节点都找的最短路径了。可能会有源点没有路径到目标节点的情况,那就无限循环了

while sum(visit)~=m %没有出队列操作,不过通过visit来等价的表示了

visit(index)=1; %标记第index节点为已入列的节点 [S pa]=relax(S,pa,A,visit,index,m); %松弛,如果两个节点间有更短的距离,则用更短的距离

index=extract_min(S,visit,index,m); %使用已访问的最小的节点作为下一次搜索的开始节点 end

%最终我们需要的就是这两个值

S %源点到其他每一点的距离 pa %其他每一节点的前趋

%算法到此结束,下面只是为了形象的表示而写的。 re=[]; for i=2:m

re=[re;pa(i) i A(pa(i),i)]; end

A=compresstable2matrix(re); %从邻接压缩表构造图的矩阵表示 figure;

netplot(A,1) %形象表示

relax.m

%边缘松弛,使用更短的距离作为节点的值 function [S pa]=relax(S,pa,A,visit,index,m)

i=index; for j=1:m

if A(i,j)~=inf && visit(j)~=1 %搜索没有标记过的节点

if S(j)>S(i)+A(i,j) %将较小的值赋给正在搜寻的节点 S(j)=S(i)+A(i,j); pa(j)=i; end

end end

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end

extract_min.m

%提取队列中尚未标记的最小的值的序号 function index=extract_min(S,visit,index,m)

Mi=inf; for j=1:m

if visit(j)~=1 if S(j)

10.单元最短路径

该算法可以用来解决一般(边的权值为负)的单源最短路径问题,而dijkstra只能解决权值非负的情况。

此算法使用松弛技术,对每一个顶点,逐步减少源到该顶点的路径的估计值,直到达到最短的路径。

算法运算结果: