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[已经解决] 已知犯人8名,要将其中有关联者隔离,怎么做?

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    发表于 2015-11-2 15:23 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta
    某案件中捕获了8名犯人,代号分别为A-H,为了防止他们互相串供,必须将其中有关联的人互相隔离,问至少需要几个关押室?
    请给出计算方法与程序。

    已知犯人之间的牵连情况如下表所示:
    犯人——有牵连的犯人
    A————B C E G
    B————A C H
    C————A B D
    D————C E H
    E————A D F H
    F————E G
    G————A F H
    H————B D E G

    新手求解,这个是一定要用图论做吗……

    zan
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    可以使用关系矩阵圈0,步骤如下:
    step1:写出关系矩阵,有关系为1,无关系为1,自己和自己设定为0
    step2:数出每行0的个数
    step3:从0最多的行开始(如有相同的则选择这行中0所对应的列中0个数最多的),选择这一行中除行首元素外所对应的0所在列中0个数最多的列(如果相同则可任意选择)与该行逻辑加(1+1=1,1+0=1,0+0=0),该列上所有的0变为1,并将选择出来的行列做标记。标记过的可以不再做运算,因为标记过后对其后的运算没有影响
    step4:然后以同样的方法再在该行中选择下一个做加法的列(每次相加时行都用最初未做任何加法时的行)。直到该行中没有没有标记过的0.同时将该行所对应的行首元素所在的列全部的0变为1.
    step5:重复234步,直到没有没做标记的0为止
    step6:该行首元素与该行做标记的0所对应的元素为最后的结果

    以给出的数据为例
    1、写出关系矩阵并标出0的个数
    A B C D E F G H 0的个数
    A 0 1 1 0 1 0 1 0 4
    B 1 0 1 0 0 0 0 1 5
    C 1 1 0 1 0 0 0 0 5
    D 0 0 1 0 1 0 0 1 5
    E 1 0 0 1 0 1 0 1 4
    F 0 0 0 0 1 0 1 0 6
    G 1 0 0 0 0 1 0 1 5
    H 0 1 0 1 1 0 1 0 4
    最多的为F,F行中所对应的有0的列为ABCDH,其中BCD列都为5个0
    在这三个中任意选择一个,在此选择B,标记F行B列的0.
    F行与B列相加
    [00001010]
    +[10100001]
    =[10101011]
    将B列除标记的0外所有的0变为1,得到新的矩阵
    A B C D E F G H 0的个数
    A 0 1 1 0 1 0 1 0 4
    B 1 1 1 0 0 0 0 1 4
    C 1 1 0 1 0 0 0 0 5
    D 0 1 1 0 1 0 0 1 4
    E 1 1 0 1 0 1 0 1 3
    F 1 0 1 0 1 0 1 1
    G 1 1 0 0 0 1 0 1 4
    H 0 1 0 1 1 0 1 0 4
    F行剩下D列,,标记F行D列的0。同样用F行与D列相加
    [10101011]
    +[00101001]
    =[10101011]
    将D列除标记的0外所有的0变为1,得到新的矩阵
    A B C D E F G H 0的个数
    A 0 1 1 1 1 0 1 0 3
    B 1 1 1 1 0 0 0 1 3
    C 1 1 0 1 0 0 0 0 5
    D 0 1 1 1 1 0 0 1 3
    E 1 1 0 1 0 1 0 1 3
    F 1 0 1 0 1 0 1 1
    G 1 1 0 1 0 1 0 1 3
    H 0 1 0 1 1 0 1 0 4
    该行中出F列无未标记的0
    将F列全部的0变为1得到新矩阵
    A B C D E F G H 0的个数
    A 0 1 1 1 1 1 1 0 2
    B 1 1 1 1 0 1 0 1 2
    C 1 1 0 1 0 1 0 0 4
    D 0 1 1 1 1 1 0 1 2
    E 1 1 0 1 0 1 0 1 3
    F 1 0 1 0 1 1 1 1
    G 1 1 0 1 0 1 0 1 3
    H 0 1 0 1 1 1 1 0 3
    重新选择行
    C行0最多
    C行中有EGH列为0,E列为4个0,G为5个0,H为3个0,选择G列,标记C行G列的0
    C行加最初的G列
    [11010100]
    +[10000101]
    =[11010101]
    将G列全部0变为1
    得到新矩阵
    A B C D E F G H 0的个数
    A 0 1 1 1 1 1 1 0 2
    B 1 1 1 1 0 1 1 1 1
    C 1 1 0 1 0 1 0 1
    D 0 1 1 1 1 1 1 1 1
    E 1 1 0 1 0 1 1 1 2
    F 1 0 1 0 1 1 1 1
    G 1 1 0 1 0 1 1 1 2
    H 0 1 0 1 1 1 1 0 3
    选择E列做加法,标记C行E列的0
    [11010101]
    +[10010101]
    =[11010101]
    E列所有0变为1,C行除C列外没有没标记的0,将C列全部0变为1
    得到新矩阵
    A B C D E F G H 0的个数
    A 0 1 1 1 1 1 1 0 2
    B 1 1 1 1 1 1 1 1 0
    C 1 1 1 1 0 1 0 1
    D 0 1 1 1 1 1 1 1 1
    E 1 1 1 1 1 1 1 1 0
    F 1 0 1 0 1 1 1 1
    G 1 1 1 1 1 1 1 1 0
    H 0 1 1 1 1 1 1 0 2
    A行与H行0最多,A行中对应有H列为0且对应H列0的个数为2。H行对应有A列为0且A列0的个数为3。所以选择A行。
    A行与H列相加,标记A行H列的0
    [01101110]
    +[01011010]
    =[01111110]
    将H列所有0变为1,A行中除A列为0外均为1,所以将A列所有0变为1
    得到新矩阵
    A B C D E F G H 0的个数
    A 1 1 1 1 1 1 1 0
    B 1 1 1 1 1 1 1 1 0
    C 1 1 1 1 0 1 0 1
    D 1 1 1 1 1 1 1 1 0
    E 1 1 1 1 1 1 1 1 0
    F 1 0 1 0 1 1 1 1
    G 1 1 1 1 1 1 1 1 0
    H 1 1 1 1 1 1 1 1 0
    矩阵中没有没标记过的0
    计算结束。
    得出结果为最少为3个
    分配方案为
    A-H
    C-E-G
    F-B-D.

    这种方法使用纯数学计算的方法得到最后的结果。每次选择都是以0最多为准,减少了过多消除无关联量的情况。
    另外,不需要太多的逻辑分析,完全依赖矩阵简单的特殊计算,比较容易在计算机上编程实现。
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    liwenhui        

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  • TA的每日心情
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    紫薇软剑,三十岁前所用,误伤义士不祥,乃弃之深谷。 重剑无锋,大巧不工。四十岁前恃之横行天下。 四十岁后,不滞于物,草木竹石均可为剑。自此精修,渐进至无剑胜有剑之境。

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    整数规划

    本帖最后由 liwenhui 于 2017-6-2 21:02 编辑

    楼上的回答很好,能解决问题,但只是一种算法逻辑,没能很好地体现数学建模的方法特点。这类问题除图论方法之外,还有多种方法可以求解,我能想到的至少有:1、整数规划 2、动态规划;两种。这里先使用整数规划来解决,使用LINGO编写了一个模型如附件所示,求解的结果为:
    1.   Global optimal solution found.
    2.   Objective value:                              3.000000
    3.   Objective bound:                              3.000000
    4.   Infeasibilities:                              0.000000
    5.   Extended solver steps:                               1
    6.   Total solver iterations:                           135


    7.                        Variable           Value        Reduced Cost
    8.                          Y( R1)        1.000000            0.000000
    9.                          Y( R2)        0.000000            0.000000
    10.                          Y( R3)        0.000000            0.000000
    11.                          Y( R4)        0.000000            0.000000
    12.                          Y( R5)        1.000000            0.000000
    13.                          Y( R6)        1.000000            0.000000
    14.                          Y( R7)        0.000000            0.000000
    15.                          Y( R8)        0.000000            0.000000
    16.                        Z( A, A)        1.000000            0.000000
    17.                        Z( A, B)        1.000000            0.000000
    18.                        Z( A, C)        1.000000            0.000000
    19.                        Z( A, D)        0.000000            0.000000
    20.                        Z( A, E)        1.000000            0.000000
    21.                        Z( A, F)        0.000000            0.000000
    22.                        Z( A, G)        1.000000            0.000000
    23.                        Z( A, H)        0.000000            0.000000
    24.                        Z( B, A)        1.000000            0.000000
    25.                        Z( B, B)        1.000000            0.000000
    26.                        Z( B, C)        1.000000            0.000000
    27.                        Z( B, D)        0.000000            0.000000
    28.                        Z( B, E)        0.000000            0.000000
    29.                        Z( B, F)        0.000000            0.000000
    30.                        Z( B, G)        0.000000            0.000000
    31.                        Z( B, H)        1.000000            0.000000
    32.                        Z( C, A)        1.000000            0.000000
    33.                        Z( C, B)        1.000000            0.000000
    34.                        Z( C, C)        1.000000            0.000000
    35.                        Z( C, D)        1.000000            0.000000
    36.                        Z( C, E)        0.000000            0.000000
    37.                        Z( C, F)        0.000000            0.000000
    38.                        Z( C, G)        0.000000            0.000000
    39.                        Z( C, H)        0.000000            0.000000
    40.                        Z( D, A)        0.000000            0.000000
    41.                        Z( D, B)        0.000000            0.000000
    42.                        Z( D, C)        1.000000            0.000000
    43.                        Z( D, D)        1.000000            0.000000
    44.                        Z( D, E)        1.000000            0.000000
    45.                        Z( D, F)        0.000000            0.000000
    46.                        Z( D, G)        0.000000            0.000000
    47.                        Z( D, H)        1.000000            0.000000
    48.                        Z( E, A)        1.000000            0.000000
    49.                        Z( E, B)        0.000000            0.000000
    50.                        Z( E, C)        0.000000            0.000000
    51.                        Z( E, D)        1.000000            0.000000
    52.                        Z( E, E)        0.000000            0.000000
    53.                        Z( E, F)        1.000000            0.000000
    54.                        Z( E, G)        0.000000            0.000000
    55.                        Z( E, H)        1.000000            0.000000
    56.                        Z( F, A)        0.000000            0.000000
    57.                        Z( F, B)        0.000000            0.000000
    58.                        Z( F, C)        0.000000            0.000000
    59.                        Z( F, D)        0.000000            0.000000
    60.                        Z( F, E)        1.000000            0.000000
    61.                        Z( F, F)        1.000000            0.000000
    62.                        Z( F, G)        1.000000            0.000000
    63.                        Z( F, H)        0.000000            0.000000
    64.                        Z( G, A)        1.000000            0.000000
    65.                        Z( G, B)        0.000000            0.000000
    66.                        Z( G, C)        0.000000            0.000000
    67.                        Z( G, D)        0.000000            0.000000
    68.                        Z( G, E)        0.000000            0.000000
    69.                        Z( G, F)        1.000000            0.000000
    70.                        Z( G, G)        1.000000            0.000000
    71.                        Z( G, H)        1.000000            0.000000
    72.                        Z( H, A)        0.000000            0.000000
    73.                        Z( H, B)        1.000000            0.000000
    74.                        Z( H, C)        0.000000            0.000000
    75.                        Z( H, D)        1.000000            0.000000
    76.                        Z( H, E)        1.000000            0.000000
    77.                        Z( H, F)        0.000000            0.000000
    78.                        Z( H, G)        1.000000            0.000000
    79.                        Z( H, H)        1.000000            0.000000
    80.                       X( R1, A)        0.000000            0.000000
    81.                       X( R1, B)        0.000000            0.000000
    82.                       X( R1, C)        1.000000            0.000000
    83.                       X( R1, D)        0.000000            0.000000
    84.                       X( R1, E)        1.000000            0.000000
    85.                       X( R1, F)        0.000000            0.000000
    86.                       X( R1, G)        1.000000            0.000000
    87.                       X( R1, H)        0.000000            0.000000
    88.                       X( R2, A)        0.000000            0.000000
    89.                       X( R2, B)        0.000000            0.000000
    90.                       X( R2, C)        0.000000            0.000000
    91.                       X( R2, D)        0.000000            0.000000
    92.                       X( R2, E)        0.000000            0.000000
    93.                       X( R2, F)        0.000000            0.000000
    94.                       X( R2, G)        0.000000            0.000000
    95.                       X( R2, H)        0.000000            0.000000
    96.                       X( R3, A)        0.000000            0.000000
    97.                       X( R3, B)        0.000000            0.000000
    98.                       X( R3, C)        0.000000            0.000000
    99.                       X( R3, D)        0.000000            0.000000
    100.                       X( R3, E)        0.000000            0.000000
    101.                       X( R3, F)        0.000000            0.000000
    102.                       X( R3, G)        0.000000            0.000000
    103.                       X( R3, H)        0.000000            0.000000
    104.                       X( R4, A)        0.000000            0.000000
    105.                       X( R4, B)        0.000000            0.000000
    106.                       X( R4, C)        0.000000            0.000000
    107.                       X( R4, D)        0.000000            0.000000
    108.                       X( R4, E)        0.000000            0.000000
    109.                       X( R4, F)        0.000000            0.000000
    110.                       X( R4, G)        0.000000            0.000000
    111.                       X( R4, H)        0.000000            0.000000
    112.                       X( R5, A)        0.000000            0.000000
    113.                       X( R5, B)        1.000000            0.000000
    114.                       X( R5, C)        0.000000            0.000000
    115.                       X( R5, D)        1.000000            0.000000
    116.                       X( R5, E)        0.000000            0.000000
    117.                       X( R5, F)        0.000000            0.000000
    118.                       X( R5, G)        0.000000            0.000000
    119.                       X( R5, H)        0.000000            0.000000
    120.                       X( R6, A)        1.000000            0.000000
    121.                       X( R6, B)        0.000000            0.000000
    122.                       X( R6, C)        0.000000            0.000000
    123.                       X( R6, D)        0.000000            0.000000
    124.                       X( R6, E)        0.000000            0.000000
    125.                       X( R6, F)        1.000000            0.000000
    126.                       X( R6, G)        0.000000            0.000000
    127.                       X( R6, H)        1.000000            0.000000
    128.                       X( R7, A)        0.000000            0.000000
    129.                       X( R7, B)        0.000000            0.000000
    130.                       X( R7, C)        0.000000            0.000000
    131.                       X( R7, D)        0.000000            0.000000
    132.                       X( R7, E)        0.000000            0.000000
    133.                       X( R7, F)        0.000000            0.000000
    134.                       X( R7, G)        0.000000            0.000000
    135.                       X( R7, H)        0.000000            0.000000
    136.                       X( R8, A)        0.000000            0.000000
    137.                       X( R8, B)        0.000000            0.000000
    138.                       X( R8, C)        0.000000            0.000000
    139.                       X( R8, D)        0.000000            0.000000
    140.                       X( R8, E)        0.000000            0.000000
    141.                       X( R8, F)        0.000000            0.000000
    142.                       X( R8, G)        0.000000            0.000000
    143.                       X( R8, H)        0.000000            0.000000
    复制代码
    可以看到,最少需要3个房间,安排方案是:
    C E G
    B D
    A F H


    PRISONER.lg4

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    囚房安排

    四十岁后,不滞于物,草木竹石均可为剑。
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