分枝限界法实验报告文档格式.docx
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#include"
init.h"
CirQueue.h"
MinPath.h"
output.h"
voidmain（）
{
intk;
intq;
cout<
<
"
------------欢迎使用本系统---------------"
endl;
------------请选择单元路径的起点：
---------------"
------------提示：
输入"
1<
到"
n-1<
之间的整数---------------"
cin>
>
k;
------------请选择单元路径的终点：
q;
while（k<
1||k>
11）
{
cout<
之间的数，请重新输入---------------"
cin>
}
MinPath（k）;
output（k,q）;
}
init.h
constintsize=200;
constintinf=1000;
//两点距离上界置为1000
constintn=12;
//图顶点个数加1
intprev[n];
//图的前驱顶点
intdist[]={0,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf};
//最短距离数组
intc[n][n]={{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,2,3,4,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf},
{0,inf,0,3,inf,7,2,inf,inf,inf,inf,inf},
{0,inf,inf,0,inf,inf,9,2,inf,inf,inf,inf},
{0,inf,inf,inf,0,inf,inf,2,inf,inf,inf,inf},
{0,inf,inf,inf,inf,0,inf,inf,3,3,inf,inf},
{0,inf,inf,inf,inf,inf,0,1,inf,3,inf,inf},
{0,inf,inf,inf,inf,inf,inf,0,inf,5,1,inf},
{0,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,0,inf,inf,3},
{0,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,0,inf,2},
{0,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,2,inf,2},
{0,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,inf,0},};
//图的邻接矩阵
CirQueue.h
classMinHeapNode//创建极小堆用来存储活结点表
public:
inti;
//顶点编号
intlength;
//当前路长
};
classCirQueue//循环队列
private:
intfront,rear;
//头指针和尾指针
MinHeapNodedata[size];
public:
CirQueue（）//初始化建空队列
front=rear=0;
voidqueryIn（MinHeapNodee）//元素入队操作
if（（rear+1）%size!
=front）//队列未满
rear=（rear+1）%size;
//插入新的队尾元素
data[rear]=e;
//在队尾插入元素
voidqueryOut（）//元素出队操作
if（rear!
=front）
front=（front+1）%size;
//删除队头元素
}
MinHeapNodegetQuery（）//读取队头元素，但不出队
returndata[（front+1）%size];
returndata[1];
boolempty（）//判断队列是否为空
returnfront==rear;
}
boolfull（）//判断队列是否为满
return（rear+1）%size==front;
};
//CirQueue结束
MainPath.h
voidMinPath（intv）
CirQueues;
//定义源为初始扩展结点
MinHeapNodee;
e.i=v;
e.length=0;
dist[v]=0;
s.queryIn（e）;
//将源节点加入队列
while（true）{
for（intj=1;
j<
n;
j++）{
if（j>
=n）
break;
MinHeapNodem=s.getQuery（）;
if（（c[m.i][j]<
inf）&
&
（m.length+c[m.i][j]<
dist[j]））//顶点i到顶点j可达，且从源出发途经i到j的路径长度小于当前最优路径长度
dist[j]=m.length+c[m.i][j];
prev[j]=m.i;
MinHeapNodemi;
//加入活结点优先队列
mi.i=j;
mi.length=dist[j];
if（s.full（））
break;
s.queryIn（mi）;
//元素入队
}//for循环结束
if（s.empty（））
s.queryOut（）;
//当该结点的孩子结点全部入队后，删除该结点
}//while循环结束
}//方法结束
output.h
voidoutput（intk,intq）
intq1=q;
if（dist[q1]==1000）{
------------找不到此路径---------------"
return;
最短路径长为:
"
dist[q1]<
单源最短路径为:
;
inta[12]={0};
intt=q1;
ints=0;
for（inti=0;
t!
=k;
i++）
a[i]=prev[t];
t=prev[t];
s=s+1;
for（i=s-1;
i>
-1;
i--）{
a[i]<
q1;
endl<
六、测试数据及其结果分析
1.选择起点：
1，终点：
11
1到11最短路径长为8，为1->
3->
7->
10->
11所获得。
2.选择起点：
2，终点：
9
2到9最短路径长为5，为2->
6->
9所获得。
3.选择起点8，终点2
8到2没有路径，输出“找不到此路径”。
4.选择起点11，终点1
11到1没有路径，输出“找不到此路径”。
七、调试过程中的问题
1.CirQueue.h中，函数getQuery（）中在调试过程中出现warnig:
'
CirQueue:
:
getQuery'
:
notallcontrolpathsreturnavalue.
解决方案：
在if语句下面加上returndata[1];
使当rear=front时函数也返回一个值。
2.当两结点间没有路径时，程序执行时出现错误。
在输出函数output中加入下面代码
if（dist[q1]==1000）{
即当两结点无路径时，输出提示“找不到此路径”，程序执行时不会崩溃。
3.输出过程中，如何使结点按顺序输出？
定义一个数组a[],应用递归对存储前驱结点的数组prev[]从后往前求解，将得到的值赋给数组a[],最后逆向输出对应的数组a[],即得到正确的路径顺序。
如下：
for（inti=0;
八、程序设计总结
本次实验回顾了用分枝限界法求解单源最短路径问题的思想，运用了优先权队列和堆的一些知识，对以前学过的东西有了进一步的认识，也认识到以前学习上的疏漏和不足，算法的时间复杂度是O（n^2）。
本来设计中没有考虑终点可变的情形，后来通过对output.h中输出函数的修改，加入一个变量k,对函数进行相应的修改不断地调试，最终得到正确的结果，本次实验对编程能力尤其是调试和改进程序的能力有了较大的提高。
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