求解度约束最小生成树问题的新算法

针对网络设计和组合优化中的度约束最小生成树问题,基于第k最小生成树的求解算法,提出了一种求解网络G关于指定节点的最小k度生成树的新算法。该算法通过对网络G的最小生成树作最优可行变换,逐步构造出指定节点的度数越来越接近度约束k的最小i度生成树,最终得到了网络G关于指定节点的最小k度生成树。给出了算法实施的具体步骤,并证明了算法的正确性。最后通过仿真结果和一个运输实例,表明了该算法在解决度约束最小生成树问题中的有效性。     

基于降阶的最小生成树快速算法*

在分析最小生成树问题数学性质的基础上,给出了一种基于降阶技术的快速最小生成树算法。该算法采用降阶技术,大大加快了算法的求解速度,在最坏情况下算法的时间复杂度为O(m);另一方面,算法易于找到问题的全部最小生成树。     

限制树宽的图的最小标记生成数算法

本文研究了图的最小标记生成树问题。首先介绍在一般图上基于搜索树的最小标记生成树的算法;然后考虑了限制树宽的图,得到了效率更高的算法。该算法在树宽为常数的情况下,时间复杂度关于图的顶点个数为多项式,从而也证明了最小标记生成树在限制树宽的图上属于确定参数可解问题。     

交通选线优化算法的设计与实现

将交通选线问题求解转化为最小生成树（Minimun Spanning Tree,MST）的求解,对比了经典MST求解算法,以图论为基础,采取一种求最小生成树的改进遗传算法．该算法以二进制编码表示最小树问题,用深度优先搜索算法进行图的连通性判断,并采用相应的适应度函数、单亲换位算子和单亲逆转算子及多种控制进化策略,能在一次遗传进化过程中获得一批最小生成树,可供决策部门综合评价与决策．     

求解多目标最小生成树问题的改进算法

多目标最小生成树问题是典型的NP问题,Zhou和Gen提出了一种用于计数多目标最小生成树问题的所有非劣最优最小生成树的算法,但该算法无法保证能够找到所有非劣最优最小生成树.针对此问题,提出一种改进的计数算法,并定性说明改进算法能够找到问题的所有非劣最优最小生成树.改进算法在进行子树剔除时增加了一些条件.模拟实验结果表明,改进后的计数算法能够找到所有的非劣最优解.这也说明该算法具有应用的潜力.     

最小生成树的算法

本文提出了一个利用集合运算生成最小生成树的算法。研究了实现集合运算的数据结构及施加在这个结构上的算法。该算法利用公式分组排序。利用路径压缩的方法进行查找，并运算。该算法将有Ｎ个顶点Ｅ条边的无向连通网络生成最小生成树的期望时间是Ｏ。     

一种分布式数据库多元连接查询优化算法及改进

论文对于分布式数据库中的多元连接查询提出了一种优化算法。该算法产生的操作序列具有全局优化特征。在远程网中,采用最小生成树算法,生成最佳的连接序对能使得总的代价达到最小。而在局域网中,采用改进的最小生成树算法,生成尽可能多的并行连接序对,最大程度地应用并行性,使得响应时间最小。     

求解度约束最小生成树的新的快速算法

针对度约束最小生成树问题,提出了一种新的快速算法。新的快速算法分为两个主要部分,第一部分从一棵最小生成树出发,构造一棵度约束树。第二部分设计了一种改进策略,从第一部分求得的度约束树出发,每次去掉树的一条边,将顶点按照连通性划分成两个集合,在不违反度约束的情况下,从这两个集合构成的边割中,选择一条权值减少最大的边添加到图中。通过大量的数值实验表明新的快速算法性能良好。     

无线传感器网络的数据收集时隙分配算法

对数据收集时延进行研究,先将最小收集时延问题进行形式化表述,并建立目标函数;依据节点剩余能量,并结合克鲁斯卡尔(Kruskal)算法构成最小生成树;依据最小生成树分配数据收集时隙。实验数据表明:提出的时隙分配算法能够有效地降低收集时延,并降低了能耗。     

基于粗糙集理论的Prim算法的推广

结合粗糙集理论中的上下近似理论与图论中的最小生成树算法提出了粗糙最小生成树算法,并构造了确定性最小生成树和可能性最小生树。     

一种点边带权最小生成树的近似算法

在给定的一个除边有代价外点也有两种代价的图中,要求出一棵点边代价和最小的生成树。这个优化问题具有实际应用背景。证明了该问题是NP难的,并且也给出该问题的近似算法和近似度分析。     

Enhanced second order algorithm applied to the capacitated minimum spanning tree problem

Given a centralized undirected graph with costs associated with its edges, the capacitated minimum spanning tree problem is to find a minimum cost spanning tree of the given graph, subject to a capacity constraint in all subtrees incident in the central node. As the problem is NP-hard, we propose an enhanced version of the well-known second order algorithm, described in [Karnaugh M. A new class of algorithms for multipoint network optimization. IEEE Transactions on Communications 1976;COM-24:500–5.]. The original version of this algorithm is based on a look-ahead strategy, used for a tentative inclusion of a constraint to the problem, performed in each iteration. In the new enhanced version, we propose the inclusion of look-behind steps, which can be seen as the reverse of the look-ahead procedure. Therefore and using some memory features, the method can continue even when facing the traditional stopping criterion of the original algorithm. Computational experiments showing the effectiveness of the new method on benchmark instances are reported.     

内部节点受限的最小生成树问题算法研究

研究内部节点受限的最小生成树问题：给定一个赋权无向完全图[G=V,E],假定[w:E→R+]为边集[E]的权重函数且满足三角不等式,给定点集[V]的一个子集[RR?V],目标是寻找图[G]的一个满足[R]中的点皆为内部顶点的权重最小的生成树。由于该问题是[NP-]困难的,提出了一个伪多项式时间最优算法,设计了一个近似比为2的多项式时间近似算法,并且给出例子以说明该近似比是紧的。     

近乎最佳的Manhattan型Steiner树近似算法

求解最佳的Manhattan型Steiner树问题(minimum rectilinear Steiner tree,简记为MRST问题)是在VLSI布线、网络通信中所遇到的组合优化问题,同时也是一个NP-难解问题.该文给出对该问题的O(n²)时间复杂性的近似算法.该算法在最坏情况下的近似比严格小于3/2.计算机实验结果表明,所求得的支撑树的平均费用与最佳算法的平均费用仅相差0.8%.该算法稍加修改,可应用到三维或多维的Manhattan空间对Steiner问题求解,且易于在并行与分布式环境下编程实现     

A simpler minimum spanning tree verification algorithm

The problem considered here is that of determining whether a given spanning tree is a minimal spanning tree. In 1984 Komlós presented an algorithm which required only a linear number of comparisons, but nonlinear overhead to determine which comparisons to make. We simplify his algorithm and give a linear-time procedure for its implementation in the unit cost RAM model. The procedure uses table lookup of a few simple functions, which we precompute in time linear in the size of the tree.     

并行机间歇过程生产调度的遗传局部搜索算法

研究了一类集成分批的并行机间歇过程调度问题(parallel machine batch process scheduling problem,简称PBPSP),将此问题转化为固定费用运输问题(6xed charge transportation problem,简称FCTP)后,提出了具有集中邻域搜索机制和局部最优逃逸机制的遗传局部搜索算法(genetic local search algorithm,简称GLSA).GLSA算法用先根遍历边排列模式编码生成树解,具有高效的子树补充式单点交叉操作.将基于网络单纯型方法的邻域搜索作为变异算子,并提出了连续随机节点邻域搜索的集中邻域搜索策略以及随机旋转变异与全局邻域搜索相结合的局部最优逃逸策略,极大地强化了遗传局部搜索算法的全局寻优能力.实验表明:GLSA算法获得的解质量优于基于排列编码的遗传算法和基于矩阵编码的遗传算法,得到了所有Benchmark问题的最优解,且具有高鲁棒性.针对一定规模的FCTP问题,GLSA算法比Tabu启发式搜索算法具有更高的获得最优解几率.     

Improved heuristics for the bounded-diameter minimum spanning tree problem

Given an undirected, connected, weighted graph and a positive integer k, the bounded-diameter minimum spanning tree (BDMST) problem seeks a spanning tree of the graph with smallest weight, among all spanning trees of the graph, which contain no path with more than k edges. In general, this problem is NP-Hard for 4 ≤ k < n − 1, where n is the number of vertices in the graph. This work is an improvement over two existing greedy heuristics, called randomized greedy heuristic (RGH) and centre-based tree construction heuristic (CBTC), and a permutation-coded evolutionary algorithm for the BDMST problem. We have proposed two improvements in RGH/CBTC. The first improvement iteratively tries to modify the bounded-diameter spanning tree obtained by RGH/CBTC so as to reduce its cost, whereas the second improves the speed. We have modified the crossover and mutation operators and the decoder used in permutation-coded evolutionary algorithm so as to improve its performance. Computational results show the effectiveness of our approaches. Our approaches obtained better quality solutions in a much shorter time on all test problem instances considered.