专利名称：一种基于邻接表的网络最小路集确定方法
技术领域：
本发明涉及一种网络系统的最小路集确定方法，属于网络系统设计仿真领域。
背景技术：
网络系统可用一个图G表示，图I即为一个表示网络的图，图中顶点表示网络中的节点，边表示网络中连接节点的链路，节点之间无并联链路。如果G中所有的边都是有向的，称为有向网络；如果G中所有的边都是无向的，称为无向网络；如果G中既存在有向边，也存在无向边，称为混合网络。图I即为混合网络。设起点为I，终点为L，最小路径是指从起点I到终点L所含链路数目最少的路径，最小路径中没有重复节点和链路。所有最小路径组成的集合称为最小路集。电力网络、交通网络、通信网络、计算机网络等复杂网络系统进行设计仿真和性能评估，往往需要确定最小路集。该问题是典型的NP-困难问题，主要体现在当节点和链路的 数量增加时最小路径的数量出现组合爆炸式增长。现有的最小路集确定方法，如基于邻接矩阵或联络矩阵的确定方法存在需要大容量存储的缺陷，因为矩阵规模往往很大且是稀疏矩阵，不适用于大型复杂网络系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于大型复杂网络系统的最小路集确定方法，解决大型复杂网络系统的设计仿真和性能评估问题，主要包括2个步骤I根据网络的拓扑结构，构造一种新型的邻接表；2采用深度优先搜索和回溯相结合的方法遍历邻接表确定所有最小路径。本发明的优点是方法简单易行，效率高，对节点和链路无数量限制，且能同时处理有向网络、无向网络和混合网络。在电力网络、通信网络、交通网络、计算机网络以及市政管网等大型复杂网络系统具有广泛的应用前景。
图I :混合网络。图2 :169个节点、312条链路的大型有向网络。图3:本发明的流程。
具体实施例方式本发明的流程图如图3所示，包括以下步骤I根据网络的拓扑结构，构造一种新型的邻接表。该邻接表是一种链式存储结构，每行由节点和邻接项组成，邻接项由节点可以到达的节点和是否访问过该节点两个数据项组成。以图I所示的网络为例，其邻接表如表I所示。表中第i行代表第i个节点可以达到的节点。例如第5行代表节点5可达节点4和7,由于节点6到节点5为有向链路，故节点6不在节点5的邻接项中。邻接项中的另一数据项用于记录是否访问过该节点,用visited表示,visited =O代表未访问过，visited = I代表访问过。默认情况下所有邻接项的visited属性为O。表I:
权利要求
1.一种基于邻接表的网络最小路集确定方法，其特征在于 1)采用了一种新型的邻接表结构。该邻接表由节点和邻接项组成，每个邻接项由节点可以到达的节点和是否访问过该节点两个数据项组成。这种结构与邻接矩阵或联络矩阵相比有效节约了存储空间，且能同时处理有向网络、无向网络和混合网络。
2)采用深度优先搜索和回溯相结合的方法遍历邻接表确定所有最小路径。遍历过程中不会重复搜索相同的最小路径，每次搜索到的最小路径可单独输出，不影响后续最小路径的搜索，故不需要一次性保存所有最小路径，有效节约了内存空间。这种方法对网络节点和链路的数量无限制，适用于大型复杂网络系统最小路集的确定。
全文摘要
本发明提供了一种基于邻接表的网络最小路集确定方法，以解决大型复杂网络系统的设计仿真和性能评估问题。方法主要包括2个步骤根据网络的拓扑结构建立一种新型的邻接表；采用深度优先搜索和回溯相结合的方法遍历邻接表确定所有的最小路径。本发明对节点和链路无数量限制，适用于有向网络、无向网络和混合网络，在电力、通信、交通、计算机以及市政管网等大型复杂网络系统具有广泛的应用前景。
文档编号G06F17/50GK102880739SQ20121027918
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者钱云鹏, 姬广振, 涂宏茂, 刘勤, 朱正福 申请人:中国兵器科学研究院