计算两个顶点之间的所有可能路径
原文: https://www.geeksforgeeks.org/count-possible-paths-two-vertices/
计算在有向图中两个顶点之间存在的路径或路径的总数。 这些路径不包含循环,原因很简单,一个循环包含无限数量的路径,因此会造成问题。
示例:
For the following Graph:
Input: Count paths between A and E
Output : Total paths between A and E are 4
Explanation: The 4 paths between A and E are:
A -> E
A -> B -> E
A -> C -> E
A -> B -> D -> C -> E
Input : Count paths between A and C
Output : Total paths between A and C are 2
Explanation: The 2 paths between A and C are:
A -> C
A -> B -> D -> C
方法:
可以使用回溯解决问题,即走一条路径并开始在其上行走,检查是否将我们引向目标顶点,然后计算路径并 回溯走另一条路。 如果路径未通向目标顶点,则放弃该路径。
这种图形遍历称为回溯。
上图的回溯可以显示如下:
红色顶点是源顶点,浅蓝色顶点是目标顶点,其余是中间路径或废弃路径。
这在源(A)和目标(E)顶点之间提供了四个路径。
为什么此解决方案不适用于包含循环的图形?
与此相关的问题是,如果现在在 C 和 B 之间再增加一个边,它将形成一个循环(B-> D-> C-> B )。 因此,在循环的每个循环之后,长度路径将增加,这将被视为不同的路径,并且由于循环,将有无限多的路径。
算法:
-
创建一个采用图节点索引和目标索引的递归函数。 保留全局或静态变量计数以存储计数。
-
如果当前节点是目的地,则增加计数。
-
否则,对于所有相邻节点,即从当前节点可访问的节点,调用具有相邻节点和目的地索引的递归函数。
-
打印计数。
实施:
C++
// C++ program to count all paths from a
// source to a destination.
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
// A directed graph using adjacency list
// representation
class Graph {
// No. of vertices in graph
int V;
list<int>* adj;
// A recursive function
// used by countPaths()
void countPathsUtil(int, int, int&);
public:
// Constructor
Graph(int V);
void addEdge(int u, int v);
int countPaths(int s, int d);
};
Graph::Graph(int V)
{
this->V = V;
adj = new list<int>[V];
}
void Graph::addEdge(int u, int v)
{
// Add v to u’s list.
adj[u].push_back(v);
}
// Returns count of paths from 's' to 'd'
int Graph::countPaths(int s, int d)
{
// Call the recursive helper
// function to print all paths
int pathCount = 0;
countPathsUtil(s, d, pathCount);
return pathCount;
}
// A recursive function to print all paths
// from 'u' to 'd'. visited[] keeps track of
// vertices in current path. path[] stores
// actual vertices and path_index is
// current index in path[]
void Graph::countPathsUtil(int u, int d,
int& pathCount)
{
// If current vertex is same as destination,
// then increment count
if (u == d)
pathCount++;
// If current vertex is not destination
else {
// Recur for all the vertices adjacent to
// current vertex
list<int>::iterator i;
for (i = adj[u].begin(); i != adj[u].end(); ++i)
countPathsUtil(*i, d, pathCount);
}
}
// Driver Code
int main()
{
// Create a graph given in the above diagram
Graph g(5);
g.addEdge(0, 1);
g.addEdge(0, 2);
g.addEdge(0, 3);
g.addEdge(1, 3);
g.addEdge(2, 3);
g.addEdge(1, 4);
g.addEdge(2, 4);
int s = 0, d = 3;
cout << g.countPaths(s, d);
return 0;
}
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