在LINGO中求解最短路问题,通常有两种主要方法:使用图论中的经典算法(如Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法等)或者使用动态规划方法。以下是使用LINGO求解最短路问题的一些基本步骤和示例代码:
使用图论中的经典算法
Dijkstra算法:适用于单源最短路径问题,即求一个节点到其他所有节点的最短路径。
Floyd-Warshall算法:适用于所有节点对之间的最短路径问题。
使用动态规划方法
动态规划(DP):适用于多源最短路径问题,如旅行商问题(TSP)。
示例1:使用Dijkstra算法求解单源最短路径问题
假设我们有一个无向图,权重矩阵为`W`,节点集合为`point/1..11/`,我们需要求从节点1到其他所有节点的最短路径。
```lingo
model:
sets:
point/1..11/: u;
road(point, point): W, X;
endsets
data:
W = 0, 2, 8, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, 2, 4, 0;
enddata
min = @sum(road(i, j): w(i, j) * x(i, j)); ! 最短路
@for(point(i) | i ne 1 and i ne 11:
@sum(point(k): x(k, i)) = @sum(point(j): x(i, j)));
@sum(point(j) | j ne 1: x(1, j)) = 1; ! 起始点要出去
@sum(point(k) | k ne 1: x(k, 1)) = 0; ! 不能回到起始点
@sum(point(k) | k ne 11: x(k, 11)) = 1; ! 要到达目标点
@sum(point(j) | j ne 11: x(11, j)) = 0; ! 目标点不能出去
@for(road(i, j): x(i, j) <= W(i, j)); ! 不能到达的路不考虑
@for(road(i, j): @bin(x(i, j)));
end
```
示例2:使用Floyd-Warshall算法求解所有节点对之间的最短路径
假设我们有一个无向图,权重矩阵为`W`,节点集合为`cities/1, 2, 3, ..., n/`,我们需要求所有节点对之间的最短路径。
```lingo
model:
sets:
cities/1, 2, 3, ..., n/;
roads(cities, cities) /1 2, 1 3, 2 4, ..., n/: x, w;
endsets
data:
w = 20, 14, 15, 12, 10, 13, 8, 9, 8, 10, 12, ..., 0;
enddata
n = @size(cities);
min = @sum(roads: w * x);
@for(cities(i) | i ne 1 and i ne n:
@sum(roads(i, j) : x(i, j) = @sum(roads(j, i) : x(j, i) + sum(roads(i, k) : x(k, j) for k ne i and k ne j)));
@for(roads: @bin(x));
end
```
示例3:使用动态规划方法求解旅行商问题(TSP)
假设我们有一个城市集合`cities/1, 2, ..., n/`,我们需要求从城市1出发,经过所有城市一次且仅一次,最后回到城市1的最短路径。