Najkrótsze ścieżki uniemożliwiające każdą krawędź


9

Byłbym wdzięczny za wszelkie wskazówki lub warunki, które mogłyby doprowadzić mnie do właściwego kierunku.

Mamy ukierunkowany wykres G=(V,E) i długości lij dla każdej krawędzi ijktóre można uznać za pozytywne. Istnieje specjalny węzeł początkowys i węzeł końcowy t.

Dla każdej krawędzi ij, chcielibyśmy obliczyć długość najkrótszej ścieżki s do t który nie używa krawędzi ij.

Prostym algorytmem brutalnej siły jest uruchomienie algorytmu najkrótszej ścieżki dla każdej krawędzi, za każdym razem usuwając inną krawędź z oryginalnego wykresu. Czy istnieje bardziej wydajny algorytm, który wykorzystuje fakt, że w tym algorytmie brutalnej siły dzieje się wiele powtarzanych obliczeń?

Z góry dziękuję.

Odpowiedzi:


18

Wspomniany problem nazywa się „ścieżkami wymiany”. Oto kilka referencji:

  1. Gotthilf i Lewenstein, Udoskonalone algorytmy dla k najprostszych najkrótszych ścieżek i problemów ze ścieżkami zastępczymi. Inf. Proc. Letters, 109 (7): 352–355, 2009. Artykuł ten przedstawia najszybszy jak dotąd dokładny algorytm dla problemu ścieżek wymiany, działający w czasieO(mn+n2log⁡log⁡n) czas na wykresach z n węzły i m krawędzie
  2. A. Bernstein. Prawie optymalny algorytm do aproksymacji ścieżek zastępczych i k najkrótszych prostych ścieżek na ogólnych wykresach. W Proc. SODA, strony 742–755, 2010. Ten dokument niesamowicie podaje quasilinearny schemat przybliżenia czasu dla problemu.
  3. J. Hershberger, S. Suri i A. Bhosle. Na trudności niektórych najkrótszych problemów ze ścieżką. W Proc. STACS, strony 343–354, 2003. Niniejszy artykuł pokazuje, że każdy algorytm porównywania ścieżek rozwiązujący problem zamiany ścieżek musi zająć co najmniejΩ(mn) czas.
  4. V.Vassilevska W., R. Williams. Podkubicowe równoważności problemów ścieżki, macierzy i trójkąta. W Proc. FOCS, strony 645-654, 2010. Pokazujemy, że jeśli otrzymaszO(n3−ε) algorytm dokładnego czasu dla ścieżek zastępczych dla dowolnej stałej ε>0, można to przekonwertować na O(n3−ε′) algorytm czasowy dla wszystkich par najkrótszych ścieżek dla stałej ε′>0. Taki naprawdę subububiczny algorytm dla wszystkich par najkrótszych ścieżek jest od dawna otwartym problemem.
  5. O. Weimann, R. Yuster. Ścieżki zastępcze poprzez szybkie mnożenie macierzy. W Proc. FOCS, strony 655-662, 2010. i V. Vassilevska W. Szybsze ścieżki wymiany. W Proc. SODA, strony 1337-1346, 2011. W tych dokumentach pokazano, jak korzystać z szybkiego mnożenia macierzy, aby znaleźć ścieżki zastępcze na wykresach z wagami całkowitych krawędzi w przedziale{−M,…,M}. Ten ostatni artykuł podaje najbardziej znany do tej pory środowisko uruchomieniowe,O~(Mnω).

8

Jeśli chcesz skojarzyć z każdą krawędzią długość najkrótszej ścieżki między s i t, możesz rozpocząć od obliczenia najkrótszej ścieżki na całym wykresie i powiązać ją z każdą krawędzią, a nie z najkrótszą ścieżką, którą właśnie obliczyłeś długość bieżącej najkrótszej ścieżki. Potem masz co najwyżejn−1 pozostawione krawędzie, na które nie znasz odpowiedzi.


Dziękuję Ci. Przyjąłem inną odpowiedź, ponieważ daje ona więcej kontekstu, którego szukałem, ale prawdopodobnie zastosuję to podejście do pierwszego wdrożenia, którego potrzebuję.
— dan_x
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.