📅  最后修改于: 2023-12-03 15:37:07.708000             🧑  作者: Mango
在给定的有向图中,可能存在一些节点之间没有直接的边连接。现在我们希望通过反转一些边的方向来让每对节点之间都有路径,求最小的反转边的成本。
一个边的反转成本定义为该边原本的边权值。
本问题可以通过图论中的最小割算法来解决。具体地,我们可以将该问题转化为在原图上寻找最小割。做法如下:
对于每对不连通的节点 $(u,v)$,我们添加一条从 $u$ 到 $v$ 且边权为 $+\infty$ 的边。
对于每条边 $(u,v,w)$,我们添加一条从 $v$ 到 $u$ 且边权为 $w$ 的边。
对于上述转化后的新图,我们可以用最小割算法求解原图的最小割。最小割的结果就是我们需要反转的边集合,反转这些边的成本之和就是答案。
下面是一个 Python 代码片段实现上述算法:
import networkx as nx
def min_cost_to_make_all_nodes_reachable(n, edges):
# 构造新图 G'
G = nx.DiGraph()
G.add_nodes_from(range(n))
for u, v, w in edges:
G.add_edge(u, v, capacity=w)
G.add_edge(v, u, capacity=float("inf"))
for u in range(n):
G.add_edge("source", u, capacity=float("inf"))
G.add_edge(u, "sink", capacity=float("inf"))
# 求最小割
flow_dict = nx.min_cut(G, "source", "sink", capacity="capacity")
reachable, non_reachable = flow_dict[0]
# 计算反转边的最小成本
min_cost = 0
for u, v, w in edges:
if (u in reachable) and (v in non_reachable):
min_cost += w
return min_cost
其中,n
为节点数量,edges
为边列表,每个边由三个元素 $(u,v,w)$ 组成分别表示起点、终点、边权值。
函数返回一个整型值表示最小成本。
以上就是“反转边的最小成本,使得每对节点之间都有路径”的解法,希望能对你有所帮助。