图-----------拓扑排序+AOE网络关键路径 (一)

2014-11-23 22:57:58 · 作者: · 浏览: 17
1.拓扑排序
(1)举个例子,要学习某些课程必须先学过一些课程

\

用图把这个东东描述出来就变成:

\

那么,问题来啦,是否可以找到一个序列,使得这个序列上的所有课程都满足:先修课程在后修的课程前面?这样的序列就是拓扑序列.....
(2)怎么求拓扑序列
简单的说是不断去掉没有前驱的点,得到的这些点就是拓扑序列;
还是上面的例子:
step1:9没有前驱,去掉(和它相关的边也去掉);
step2:这时候有8,6,4,三个点没有前驱,随便选一个去掉(这个以随便就说明拓扑序列不唯一喔~)
......(下面,你懂的~)
(3)算法
要用到没有前驱所以要图的入度;
上面的模拟过程知道实际上是BFS:
a.建立入度为零的顶点排队
b.扫描顶点表,将入度为0的顶点入队;
c.while(排队不空)
{
输出队头结点;
记下输出结点的数目;
删去与之关联的出边;
若有入度为0的结点,入队
}
d.若输出结点个数小于总的顶点个数,则输出有环路;
(4)象征性的贴一小段代码:
void topsort(Adgraph* G)  
{  
    queue Q;  
    int x,count=0;  
    for(int i=1; i<=G->n; i++)  
        if(G->Ad[i].indegree==0) Q.push(i);//入度为0的顶点入队   
    while(!Q.empty())  
    {  
        x=Q.front();  
        Q.pop();  
        cout << G->Ad[x].element;//输出点   
        count++;//计数器++   
        link *m=G->Ad[x].firstedge;  
        while(m!=NULL)  
        {  
            if((--G->Ad[m->v].indegree)==0) Q.push(m->v) ;  
            //每当去掉顶点,入度--;如果这时候它变成没有前驱的顶点,入队   
            m=m->next;  
        }  
    }  
    if (countn) cout<<"图中有环路" << endl;  
}  

void topsort(Adgraph* G)
{
    queue Q;
    int x,count=0;
    for(int i=1; i<=G->n; i++)
        if(G->Ad[i].indegree==0) Q.push(i);//入度为0的顶点入队
    while(!Q.empty())
    {
        x=Q.front();
        Q.pop();
        cout << G->Ad[x].element;//输出点
        count++;//计数器++
        link *m=G->Ad[x].firstedge;
        while(m!=NULL)
        {
            if((--G->Ad[m->v].indegree)==0) Q.push(m->v) ;
//每当去掉顶点,入度--;如果这时候它变成没有前驱的顶点,入队
            m=m->next;
        }
    }
    if (countn) cout<<"图中有环路" << endl;
}

2.AOE网络
(1)AOE是什么东东?

\

a. AOE上顶点表示事件,边表示活动,边上的权值表示活动需要的时间,入度为0的点叫做源点(V1),出度为0的点叫做结束点(v9);
b.我们要解决的问题:从源点到达结束点经过的活动的最大(最大喔!)时间,比如上面的红线部分就是完成最大花费时间,关键路径就是这条长度最长的路径(a1->a4->a7->a10或者a1->a4->a8->a11[关键路径不唯一])
(2)问题怎么求解?
a.事件(eVent)的最早(Early)发生时间---源点到这个点的最长路径---VE[j];
b.事件(eVent)的最迟(Late)发生时间---在保证汇点Vn在VE(n)时刻完成的前提下,事件Vk的允 许的最迟开始时间-----VL(k)
c.活动(Activity)的最早(Early)开始时间:
如果这个活动i是由<事件j,事件k>之间的,那么容易知道活动i最早的开始时间和时间j最早的发生时间是一样的
AE(i) = VE(j);
d.活动(Activity)的最迟(Late)发生时间:是指在不会引起工期延误的前提下,活动ai允许的最迟开始时间.
如果这个活动i是由<事件j,事件k>之间的,为不推迟工期,活动i的最迟开始时间AL(i)应该是i的最迟完成时间VL(k)减去i的持续时间,即AL(i) = VL(k) - ACT[j][k];
e.松弛时间(Share time):就是这个活动最迟开始时间和最早开始时间的差:AL[i]-AE[i]
松弛时间为0,那么这个活动为关键活动;
(上面的东东有一个大前提:一个活动开始,那么它之前的活动必须全部完成)
f.逆拓扑序列:拓扑序列反过来;
g.怎么样求AE,VE,AL,VL
基于上面的定义,我们可以用式子简单表示:
VE:从VE[1]=0开始向前递推,VE[i]=max{VE[j]+ACT},其中是集合{指向Vi的所有边}中的一个元素;
VL:从VL[n]=VE[n]开始反向递推,VL[i]=min{VL[j]-ACT},期中是集合{从Vi发出的所有边}中的一个元素;
AE:活动k用表示,AE[k]=VE[i];
AL:活动k用表示,AL[k]=AL[j]-ACT
h.算法
1.建立邻接表;
2.从源点出发,令VE[1]=0,按照拓扑顺序求解VE[i](判断有没有环);
3.从结束点出发,VL[n]=VE[n],按照逆拓扑序列求解VL[i];
4.求解AE[i],AL[i];
5.如果是关键活动,输出;
hint:以上全部是自己YY的,不是按照什么专业术语严格证明的,大家看懂个大概,严格的定义和求解还是 看书吧!
象征性的再贴一段代码~
//Topsort And AOE      
#include       
#include      
#include      
#include      
using namespace std;    
struct link    
{    
    int v;//事件编号      
    int count;//活动的编号      
    int weight;//活动的时间      
    link * next;    
};    
struct node    
{    
    int indegree;//入度      
    char element;//事件      
    struct link* firstedge;    
};//头结点      
struct Adgraph    
{    
    int n,e;    
    struct node Ad[101];    
};//邻接表      
void Create_AOE(struct Adgraph* G)    
{    
    int k,i,j,t;    
    cin >> G->n >> G->e;//节点和边      
    for (k=1; k<=G->n; k++)    
    {    
        cin >> G->Ad[k].element;    
        G->Ad[k].firsted