第十讲 最短路模型
(教材:第十章 最短路模型)
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一. 有向图及最短有向路
二. Dijkstra 算法
三. 最短路模型及可以化为最短有向路问题的实际问题例子
一. 有向图及最短有向路
有向弧和有向图:对图中的每条边指定一个方向,就称边为有向弧或有向边,对应的图称为有向图。边没有方向的图称为无向图。用
表示有向图,其中
表示图的顶点集,
表示图的有向弧集。

如上图中的有向弧
,记为
,
称为
的头,
称为
的尾。
有向子图:如果有向图
是
的一部分,即
的顶点和有向弧是
的顶点和有向弧的一部分:
,则称有向图
是
的有向子图。
底图、定向图:一个有向图的底图是指保留所有顶点、所有边但不考虑边方向后所得到的无向图。反之,对一个无向图,如果我们给每条边指定方向,这样得到的有向图称为原来图的定向图。
有向链、有向闭链、有向路、有向圈:这些概念都可以从无向图的有关概念得到。注意这里的链或路都是由首尾相连的有向弧组成。

双向连通,顶点的入次和出次:
称
和
双向连通,是指从
到
有一条有向路,同时从
到
也有一条有向路。顶点的入次指的是以该点为头的有向弧的数目,顶点的出次指的是以该点为尾的有向弧的数目。
对有向图中每条有向弧赋以权数,就得到有向网络。以
记一个有向网络,其中
表示
中有向弧对应的权,即对每条有向弧
:
,有一个称为权的实数
与之对应。
有向路
的权是
中所有弧的权之和,有时也称为
的长度, 记为
。
给定有向网络
中的两个顶点
,在
到
的所有有向路中,权最小的路称为从
到
的最短有向路。
求最短路的问题是指:求一条从
到
的有向路
,使
,式中 min 为对
中所有从
到
的有向路
取最小,称
是从
到
的最短路。路
的权称为从
到
的距离,记为
。一般,
与
不一定相等。