图表 - 如何计算从 v1 到 v2 所需的最小 "broken roads" 数量?

Graphs - How to count the minimum number of "broken roads" necessary to go from v1 to v2?

给定一个图(无向、无加权且所有顶点都相互连接),我需要找到从 A 到 B 必须访问的最少 "bad edges" 个数。例如,如果有一个图有 5 个顶点,坏边是:(0,1)、(0,2)、(0,3) 和 (0,4),从 0 到 4 我至少需要访问1 个坏边。它可以直接从 0 到 4,或者从 0 到 1,然后从 1 到 4。路径的长度根本不重要。我正在尝试修改 BFS 来完成这项工作,但我不太确定这是否是正确的方法。我的修改是不使用队列,而是使用列表,当我发现一条坏边时,我把它放在列表的后面,所以我只会在真正需要的时候访问这条边,但发现它不会最小化坏边的数量。有什么建议吗?

虽然确实可以通过加权最短路径来解决,但实际上还有一个更有效的方法(就运行时间解决方案而言)。

首先,定义一个辅助图 G'=(V,E'),其中 eE' 中当且仅当 e 是 "good"。此步骤与图表的大小成线性关系。

现在,您可以在 G' 中使用 DFS 或 BFS 在 O(|V|+|E|) 中找到连通分量。

接下来,你所要做的就是"collapse"所有节点到代表它们的单个节点(这也是线性时间),然后添加"bad edges"(注意永远不会有"good edge" 连接两个组件,否则它们将在同一组件中)。

现在,您可以在新图上运行 BFS,路径的长度是所需的最少节点数。

虽然这比简单的加权最短路径实施起来复杂得多,但与 O(|E|log|V|) 的加权最短路径。