矩阵在多部图和最小生成树中的应用

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在二部图和最小生成树问题的研究中,产生了一些经典算法。然而,随着科技的发展,二部图和最小生成树的一些原有的算法不能满足发展的需求,促使人们寻找多部图和最小生成树的新算法。应用其他学科完成这项工作,不失为一个好的策略。  矩阵论,作为一个古典而又具有新鲜内容的学科,已经与图论的研究密不可分。因为图中顶点与边之间的关系可以用矩阵来描述,因此,通过图的矩阵表示,可以清楚地观察到图的结构,能准确地计算出图中一些重要数据。  基于矩阵与图的关系,本文利用矩阵的方法,分别给出多部图和最小生成树的矩阵算法,其主要内容如下:  (1)提出有关部图和通匹配的定义,构造k部图的邻接矩阵,利用优先匹配度较小顶点的原理,得到部图矩阵算法的思想、步骤;并用归纳的方法,证明了算法的正确性。同时,对算法的复杂性加以分析,得到此处设计的部图矩阵算法比经典的匈牙利算法复杂度低,最后用实例说明矩阵算法的有效性。  (2)利用避圈的原理,得到最小生成树矩阵算法的思想、步骤;并用归纳的方法,证明了算法的正确性,同时对算法的复杂性加以分析;为以后研究次小生成树和含有已知边的生成树问题奠定了基础,在最后用实例说明矩阵算法的有效性。
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