实现对图的一个指定的操作或用图解决一个应用问题
问题描述:n个村庄之间的无向图,边上的权值w(i,j)表示村庄i和j之间道路长度.现要从这n个村庄中选择一个村庄新建一所医院,使离医院最远的村庄到医院的路程最短.设计一程序求解此问题.
基本要求:
用邻接矩阵表示无向网,应显示所选中的村庄到各村庄的最短距离。
在这个C++程序中,主要涉及的是图论中的一个重要问题,即医院选址问题。这是一个典型的最短路径问题,其中使用了Floyd-Warshall算法来计算所有村庄间的最短距离,并通过一个特定的策略来确定最优的医院位置。下面将详细解释相关知识点。
1. **图的表示**:
在这个问题中,无向图被用邻接矩阵arcs[10][10]来表示。邻接矩阵是一个二维数组,其中arcs[i][j]的值表示村庄i到村庄j的距离。由于是无向图,所以矩阵是对称的,即arcs[v][w] = arcs[w][v]。
2. **Floyd-Warshall算法**:
这是一种用于求解所有顶点对之间最短路径的动态规划算法。在Shortest函数中,通过三层循环实现了该算法。首先初始化矩阵,然后通过迭代更新每个顶点对之间的最短距离,如果存在更短的路径(通过中间节点u),则更新arcs[v][w]。
3. **医院选址**:
select函数用于找出最优的医院位置。它遍历邻接矩阵,找到每个村庄到其他所有村庄的最大距离(max[i]),并记录下这些最大距离。然后,找出具有最小最大距离的村庄,即为最优的医院位置(minmark)。
4. **输出结果**:
在main函数中,首先调用Shortest函数计算最短距离矩阵,然后调用select函数确定医院位置,最后输出结果。对于选定的医院,输出其到所有其他村庄的最短距离。
5. **程序结构**:
程序采用了C++的基本结构,包括预处理指令、函数定义和主函数。使用了iostream库进行输入输出操作,并定义了一个宏HUGE来表示一个较大的数值,用于初始化最大距离。
6. **数据输入**:
用户需要输入村庄的数量以及村庄间的所有边的权重,这些数据通过cin读取,构建了邻接矩阵。
通过以上分析,我们可以看到,这个C++程序巧妙地运用了图论和动态规划方法来解决实际问题,即在给定的无向图中找到一个医院位置,使得最远的村庄到医院的路程最短。这不仅涉及到基本的数据结构和算法,还体现了问题解决的策略和逻辑思维。