标号法(label-setting algorithm)求解带时间窗的最短路问题(ESPPRC) (3)

标号法(label-setting algorithm)求解带时间窗的最短路问题(ESPPRC)

这里的拓展其实暗示了Q_j中必须要存在所有可能dominate新label的所有label。如何保证这一点呢?我们在下一节中给出解决方法。

标记处理的顺序:字典排序

在LS处理标记的过程中,我们是按结点顺序拓展标记的,所以对于一个结点的多个标记我们需要依照一个顺序进行处理。这个顺序最好能在拓展过程中揪出所有无效点,即一边拓展一边进行EFF查找。

在函数图像中我们用斜率k来表示统治关系,容易想到从左到右判断k,找出所有的k>=0的线段。转化过来,就是按照先比较T再比较C的顺序进行排序。因此,我们在存储标记的时候也考虑按先判断T再判断C的顺序存储,处理时从小到大处理。这就是所谓的字典排序。显然,这是一种全排序,满足我们的需求。

我们有以下三个命题:

标号法(label-setting algorithm)求解带时间窗的最短路问题(ESPPRC)

字典序是为了配合dominate的判断而生的。这些都是类似剪枝的操作,以避免穷举。加了这两个操作以后,你在枚举的过程中,就会发现很多不可行的路径,一旦不可行,立马停止该路径的扩展

我们将所有标记分为三个部分:

Q为永久标记的集合

P为已处理标记的集合。

T为未处理标记的集合。

我们按照字典序对所有标记进行排序处理,可以保证所有T中的标记无法dominate P中的标记。因为每一条边的时间d_ij都为正值,因此被拓展出的新标记必定排列在原标记后,无法再dominate原标记。dominate关系有传递性,依照归纳法可得,T中的标记无法对任意中的P标记进行dominate处理。

我们还可以利用P、Q、T的定义给出一个关系式:

标号法(label-setting algorithm)求解带时间窗的最短路问题(ESPPRC)

在算法中我们可以利用这个式子来计算T。

算法流程与例子

标号法(label-setting algorithm)求解带时间窗的最短路问题(ESPPRC)

标号法(label-setting algorithm)求解带时间窗的最短路问题(ESPPRC)

A simple example:

标号法(label-setting algorithm)求解带时间窗的最短路问题(ESPPRC)

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标号法(label-setting algorithm)求解带时间窗的最短路问题(ESPPRC)

标号法(label-setting algorithm)求解带时间窗的最短路问题(ESPPRC)

代码分享

下面提供C++代码。栗子用的是上面的简单栗子,命名按照上述定义。理解了算法的流程后,代码本身并不难。这里的代码重点在配合讲解,作为一个参考,所以没有选择复杂的数据结构和语法技巧,有需要的朋友可以自己作为练习自己尝试。

欲下载本文相关的代码及算例,请关注公众号【程序猿声】,后台回复【SPPTWCPP】不包括【】即可

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