📜  最小成本路径的Python程序(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:40:16.449000             🧑  作者: Mango

最小成本路径的Python程序

在计算机科学中,最小成本路径是指在一个加权有向图中,从一个起点到一个终点的路径中,经过的权重之和最小的路径。在这个问题中,我们需要使用动态规划和贪心算法等算法来解决。

动态规划

使用动态规划来解决最小成本路径问题,需要先定义状态和状态转移方程。

状态表示:设G=(V,E)为一张权重矩阵n维带权图,s为起点,f(i,j)表示从s到(i,j)的最小成本路径,则有:

f(i,j) = min(f(i-1,j), f(i,j-1)) + G[i][j]

状态转移方程:即通过已知状态推导新的状态。由状态转移方程可以得到动态规划的主要结构:

def minCostPath(cost, m, n):
    # 初始化第一个状态为起点
    dp = [[0 for _ in range(n+1)] for _ in range(m+1)]
    dp[0][0] = cost[0][0]
  
    # 初始化第一行和第一列的状态
    for i in range(1, m+1):
        dp[i][0] = dp[i-1][0] + cost[i][0]
 
    for j in range(1, n+1):
        dp[0][j] = dp[0][j-1] + cost[0][j]
 
    # 从左往右、从上往下进行状态转移
    for i in range(1, m+1):
        for j in range(1, n+1):
            dp[i][j] = min(dp[i-1][j], dp[i][j-1]) + cost[i][j]
 
    return dp[m][n]
贪心算法

贪心算法是指,在最优解的问题中,每一步选择当前状态下最优的解,并希望最后获得全局最优解的算法。

对于最小成本路径问题,贪心算法就是每次选择邻近节点中权值最小的那个节点进行步进,这样每一步都是最优解。这种算法的效率较高。

def minCostPath(cost, m, n):
    i, j, res = 0, 0, 0
    
    while i < m and j < n:
        if cost[i+1][j] < cost[i][j+1]:
            res += cost[i+1][j]
            i += 1
        else:
            res += cost[i][j+1]
            j += 1
    return res

以上就是最小成本路径的Python程序,通过动态规划和贪心算法可以得到最优解。