图论核心算法集:基于MATLAB的实现
项目介绍
本项目基于MATLAB平台实现了图论中的四个经典算法:Warshall-Floyd算法、Kruskal算法、匈牙利算法和Ford-Fulkerson算法。这些算法分别解决了图论中的最短路径、最小生成树、二部图匹配和网络最大流等核心问题。项目采用模块化设计,提供了清晰的接口和完整的输出信息,适用于图论教学、算法研究和工程应用场景。
功能特性
- Warshall-Floyd算法:采用动态规划策略,计算赋权图中任意两个顶点之间的最短路径距离矩阵,并支持路径回溯功能
- Kruskal算法:基于并查集数据结构和贪心策略,求解连通图的最小生成树,输出边集合和总权重
- 匈牙利算法:实现二部图的最大匹配求解,支持可行点标记法寻找最佳匹配(带权匹配)
- Ford-Fulkerson算法:通过标号法寻找网络最大流,从初始可行流开始迭代优化,输出最大流值和流分布矩阵
- 可视化支持:可选展示算法执行过程中的关键中间结果,增强算法理解
使用方法
- 准备输入数据:
- 最短路径问题:提供n×n权值矩阵(无穷值表示无连接)
- 最小生成树:输入顶点数和边集定义(起点、终点、权重)
- 二部图匹配:提供二部图的关联矩阵或邻接表结构
- 网络最大流:定义容量矩阵和初始可行流矩阵
- 调用主函数:通过主入口函数选择需要执行的算法模块,传入相应参数
- 获取输出结果:
- 最短路径:全顶点对的最短距离矩阵和路径回溯信息
- 最小生成树:生成树的边集合及总权重
- 二部图匹配:最大匹配的顶点对集合和匹配基数(最佳匹配还包括总权重)
- 网络流:最大流值及对应的流分布矩阵
系统要求
- MATLAB R2016b或更高版本
- 基本MATLAB环境(无需额外工具箱)
文件说明
主程序文件实现了算法的统一调度和结果整合功能,包含四个核心算法模块的调用接口、输入数据验证逻辑、算法执行流程控制以及结果输出格式化。用户可通过该文件选择特定算法,传入相应图结构参数,并获取完整的计算结果和必要的中间过程信息。