实现graph_coloring-m着色问题时出现问题

Problem implementing the graph_coloring - m coloring problem

本文关键字:问题 graph coloring-m 实现      更新时间:2023-10-16

我必须编写C++程序,它将决定我应该使用多少颜色来给无向图着色。

此外,我必须使用"使用C++伪代码的算法基础"一书中的算法来完成这项工作。

问题描述:确定无向图中顶点的所有着色方式,只使用m种颜色,以便相邻顶点的颜色不相同。

输入:正整数n和m,以及包含n个顶点的无向图。图由二维数组W表示,该数组的行和列都从1到n进行索引,其中如果在第i个顶点和第j个顶点之间有边,则W[i][j]为true,否则为false。

输出:图形的所有可能的颜色,最多使用m种颜色,这样就不会有两个相邻的顶点是相同的颜色。每个着色的输出是从1到n索引的数组vcolor,其中vcolor[i]是分配给第i个顶点的颜色(1到m之间的整数)。

我们有算法:

void m_coloring (index i)
{
    int color;
    if (promising (i))
        if (i == n)
            cout << vcolor [1] through vcolor [n];
        else
            for (color = 1; color <= m; color++){ // Try every
                vcolor [i + 1] = color;           // color for
                m_coloring (i + 1);               // next vertex.
            }
}
bool promising (index i)
{
    index j;
    bool switch;
    switch = true;
    j = 1;
    while (j && switch){                       // Check if an
        if (W[i][j] && vcolor[i] == vcolor[j]) // adjacent vertex
            switch = false;                    // is already
        j++;                                   // this color.
    }
    return switch;
}

最后注释:按照我们通常的约定,n、m、W和vcolor都不是这两个例程的输入。在算法的实现中,例程将在一个简单的过程中本地定义,该过程将n、m和W作为输入,并在本地定义vcolor。对m_coloring的顶级调用是m_coloring(0)

我开始编写自己的实现。首先我想说的是,我不是一个好的C++程序员,而且,我通常使用JS和PHP这两种弱类型语言,所以我相信有很多事情我可以做得更好。但这并不是主要问题。

问题是:上面的程序开始工作,我写了一个简单的图:

4个顶点,4个边

1 2
1 32 33 4

接下来,程序开始使用checkFor()(我计划在for()中对下一个数量的颜色使用它,但出于测试目的,我以静态方式使用它,所以我使用了4。

不幸的是,程序启动m_coloring(),下一次启动promising()和。。。这就是结局。我花了最后三个小时来找出我做错了什么,也许任何更有经验的程序员都能解释我应该做什么和/或做错了什么。。。

请帮忙,非常感谢。

我的程序代码:

#include <iostream>
using namespace std;
bool **W;
int n, m = 0;
int v, e = 0;
int x, y = 0;
int *vcolor;
bool promising (int i)
{
    int j = 1;
    bool switcher = true;
    while (j && switcher)
    {   
        if ( W[i][j] && vcolor[i] == vcolor[j] )
        {
            switcher = false;
        }
        j++;
    }
    return switcher;
}
void m_coloring (int i)
{
    int color;
    if ( promising (i) )
    {
        if (i == n)
        {
            cout << vcolor [1] << " through " << vcolor [n];
        }
        else
        {
            for (color = 1; color <= m; color++)
            {      
                vcolor [i + 1] = color;
                m_coloring(i + 1);
            }
        }
    }
}
void initArrays()
{
    for( int i = 0; i < n; i++ )
    {
        W[ i ] = new bool[ n ];
        vcolor[ i ] = 0;
    }
}
void fillW()
{
    for( int i = 0; i < n; i++ )
    {
        for( int j = 0; j < n; j++ )
        {
            if( !W[i][j] )
            {
                W[i][j] = false;
            }
        }
    }
}
void askForEdges()
{
    cout << "How many edges? ";
    cin >> e;
    cout << endl << "Write edges with pattern: [vertex_x][space][vertex_y]:" << endl;
    for( int i = 0; i < e; i++ )
    {
        cin >> x >> y;
        W[x][y] = true;
        W[y][x] = true;
    }
}
void specialMatrixPrint()
{
    cout << endl;
    int i, j;
    for( i = 0; i < n; i++ )
    {
        for( int j = 0; j < n; j++ )
        {
            cout << W[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
}
void showEdgesMatrix()
{
    int i, j = 0;
    cout << endl << "    "; for( i = 1; i < n; i++ ) { cout << i << " "; } cout << endl;
    cout << endl << "    "; for( i = 1; i < n; i++ ) { cout << "# "; } cout << endl;
    for( i = 1; i < n; i++ )
    {
        cout << i << " # ";
        for( int j = 1; j < n; j++ )
        {
            if( W[i][j] == true ) { cout << "1 "; }
            else { cout << "0 "; }
        }
        cout << endl;
    }
}
void showVcolor()
{
    cout << endl;
    for( int i = 1; i < n; i++ )
    {
        cout << i << ": " << vcolor[ i ] << endl;
    }
}
void checkFor( int i )
{
    m = i;
    m_coloring( 0 );
}
int main()
{
    cout << "How many vertexes? " ;
    cin >> n;
    n += 1;
    W = new bool *[ n ];
    vcolor = new int[ n ];
    initArrays();
    askForEdges();
    showEdgesMatrix();
    checkFor( 4 );
    showVcolor();
    cin >> y;
    return 0;
}

您遇到了一大堆问题,大部分都是有希望的问题。需要记住的主要一点是,您只想比较已经设置了颜色的节点,而不想将任何节点与自身进行比较。此外,您还可以使用数组承诺的一个递归较浅的事实,并使用归纳推理来避免比较所有对。

扰流板:

http://ideone.com/Lk0mg

算法中有一个错误。在函数promising中,有一个很好的数组边界溢出。它们可能是指在while statement的条件下类似j < nj <= n的东西。正如所写的那样,这种情况毫无意义。

第一次用i=1, vcolor[i+1] = color调用函数m_coloring时,即vcolor[2]=colorvcolor[1]丢失。。因此,下一次通过承诺开关进行检查时,将始终返回值true。。

算法错误。。。。查看算法:

 void m_coloring (index i)
{
    int color;
    if (promising (i))
        if (i == n)
            cout << vcolor [1] through vcolor [n];
        else
            for (color = 1; color <= m; color++){ // Try every
                vcolor [i + 1] = color;           // color for
                m_coloring (i + 1);               // next vertex.
            }
/* HERE..................................*/
}

我们应该在算法的底部有另一个else语句来表示prodius,w[i]的另一种颜色,但它进入了下一个层次!!!!!!!!!。我认为这就是的问题