數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 圖之關(guān)鍵路徑

關(guān)鍵路徑

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網(wǎng)絡(luò)

AOV網(wǎng)絡(luò):有向圖,用頂點(diǎn)表示活動(dòng),用弧表示活動(dòng)的先后順序
AOE網(wǎng)絡(luò):有向圖,用頂點(diǎn)表示事件,用弧表示活動(dòng),用權(quán)值表示活動(dòng)消耗時(shí)間

名詞解釋

活動(dòng):業(yè)務(wù)邏輯中的行為,用邊表示

事件:活動(dòng)的結(jié)果或者觸發(fā)條件

關(guān)鍵路徑:具有最大路徑長(zhǎng)度(權(quán)重)的路徑,可能不止一條


活動(dòng)的兩個(gè)屬性

  • e(i)表示最早開(kāi)始時(shí)間
  • l(i)表示最晚開(kāi)始時(shí)間

事件的兩個(gè)屬性

  • ve(j)最早開(kāi)始時(shí)間
  • vl(j)最晚開(kāi)始時(shí)間

在下面的計(jì)算過(guò)程中,就可以理解這些屬性的概念了


計(jì)算關(guān)鍵路徑的過(guò)程

原理:

  1. 先求出每個(gè)頂點(diǎn)的ve和vl值
  2. 通過(guò)這兩個(gè)值就可以求出每條邊的e和l值。
  3. 取e(i)=l(i)的邊就是關(guān)鍵路徑上的邊,關(guān)鍵路徑不止一條
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一、求ve(i)的值

  1. 從前向后,直接前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的ve值+當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的邊的權(quán)值(有可能多條,取最大值)
  2. 第一個(gè)頂點(diǎn)的ve等于0
  • ve(1) = 0
  • ve(2) = ve(1) + len(a1) = 0 + 3 = 3
  • ve(3) = ve(1) + len(a3) = 0 + 2 = 2
  • ve(4) = ve(1) + len(a2) = 0 + 6 = 6
  • ve(5) = min{ve(2) + len(a4),ve(4) + len(a8)} = min{7,7} = 7
  • ve(6) = ve(3) + len(a7) = 2 + 3 = 5
  • ve(7) = min{ve(a5) + len(a9),ve(6) + len(a10)} = min{10,9} = 10

下表為各頂點(diǎn)(事件)的ve值:

頂點(diǎn) ve(1) ve(2) ve(3) ve(4) ve(5) ve(6) ve(7)
ve(i) 0 3 2 6 7 5 10
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二、求vl(j)的值

  1. 從后向前,直接后繼節(jié)點(diǎn)的vl值-當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的邊的權(quán)值(有可能多條,取最小值)
  2. 終結(jié)點(diǎn)的vl等于它的ve
  • vl(7) = ve(7) = 10
  • vl(6) = vl(7) - len(a10) = 10 - 4 = 6
  • vl(5) = vl(7) - len(a9) = 10 - 3 = 7
  • vl(4) = vl(5) - len(a8) = 7 - 1 = 6
  • vl(3) = min{vl(6) - len(a7),vl(4) - len(a6)} = min{3,5} = 3
  • vl(2) = min{vl(5) - len(a4),vl(4) - len(a5)} = {3,4} = 3
  • vl(1) = min{vl(2) - len(a1),vl(4) - len(a2),vl(3) - len(a3)} = min{0,0,1} = 0

下表為各頂點(diǎn)(事件)的vl值:

頂點(diǎn) vl(1) vl(2) vl(3) vl(4) vl(5) vl(6) vl(7)
vl(j) 0 3 3 6 7 6 10
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三、求e(i)的值

e(i):活動(dòng)ai是由弧<vk,vj>表示,則活動(dòng)的最早開(kāi)始時(shí)間應(yīng)該和事件vk的最早發(fā)生時(shí)間相等,因此,就有e(i)=ve(k)。即:邊(活動(dòng))的最早開(kāi)始時(shí)間等于它發(fā)出的頂點(diǎn)(事件)的的最早發(fā)生時(shí)間

參考之前的個(gè)頂點(diǎn)的ve和c:

頂點(diǎn) ve vl
v1 0 0
v2 3 3
v3 2 3
v4 6 6
v5 7 7
v6 5 6
v7 10 10
  • e(1)、e(2)、e(3) 活動(dòng)(a1、a2、a3三條邊)發(fā)出的頂點(diǎn)為v1,時(shí)間為0
  • e(4) 即為a4這條邊發(fā)出的頂點(diǎn) v2的發(fā)生的時(shí)間ve(2) = 3
  • e(5) 即為a5這條邊發(fā)出的頂點(diǎn) v2的發(fā)生的時(shí)間ve(2) = 3
  • e(6) 即為a6這條邊發(fā)出的頂點(diǎn) v3的發(fā)生的時(shí)間ve(3) = 2
  • e(7) 即為a7這條邊發(fā)出的頂點(diǎn) v3的發(fā)生的時(shí)間ve(3) = 2
  • e(8) 即為a8這條邊發(fā)出的頂點(diǎn) v4的發(fā)生的時(shí)間ve(4) = 6
  • e(9) 即為a9這條邊發(fā)出的頂點(diǎn) v5的發(fā)生的時(shí)間ve(5) = 7
  • e(10) 即為a10這條邊發(fā)出的頂點(diǎn) v6的發(fā)生的時(shí)間ve(6) = 5

得出的e(i)值:

a1(3) a2(6) a3(2) a4(4) a5(2) a6(1) a7(3) a8(1) a9(3) a10(4)
e(i) 0 0 0 3 3 2 2 6 7 5
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四、求l(i)的值

l(i):活動(dòng)ai是由弧<vk,vj>表示,則ai的最晚發(fā)生時(shí)間要保證vj的最遲發(fā)生時(shí)間不拖后(vj最遲發(fā)生時(shí)間為9的話,ai的最遲時(shí)間就必須是 9-活動(dòng)耗時(shí) )。因此,l(i)=vl(i)-len<vk,vj>,即:活動(dòng)到達(dá)頂點(diǎn)的最晚發(fā)生時(shí)間減去邊的權(quán)重

參考之前的個(gè)頂點(diǎn)的ve和c:

頂點(diǎn) ve vl
v1 0 0
v2 3 3
v3 2 3
v4 6 6
v5 7 7
v6 5 6
v7 10 10

l(i) = 當(dāng)前邊的指向結(jié)點(diǎn)的最晚發(fā)生時(shí)間[vl(i)] - 當(dāng)前時(shí)間(即邊)所消耗的時(shí)間

  • l(1) = vl(2) - len(a1) = 3 - 3 = 0
  • l(2) = vl(4) - len(a2) = 6 - 6 = 0
  • l(3) = vl(3) - len(a3) = 3 - 2 = 1
  • l(4) = vl(5) - len(a4) = 7 - 4 = 3
  • l(5) = vl(4) - len(a5) = 6 - 2 = 4
  • l(6) = vl(4) - len(a6) = 6 - 1 = 5
  • l(7) = vl(6) - len(a7) = 6 - 3 = 3
  • l(8) = vl(5) - len(a8) = 7 - 1 = 6
  • l(9) = vl(7) - len(a9) = 10 - 3 = 7
  • l(10) = vl(7) - len(a10) = 10 - 4 = 6
a1(3) a2(6) a3(2) a4(4) a5(2) a6(1) a7(3) a8(1) a9(3) a10(4)
l(i) 0 0 1 3 4 5 3 6 7 6

五、求出關(guān)鍵邊和關(guān)鍵路徑

列出總表:

頂點(diǎn) ve vl 活動(dòng) e l l - e 關(guān)鍵路徑
v1 0 0 a1 0 0 0
v2 3 3 a2 0 0 0
v3 2 3 a3 0 1 1
v4 6 6 a4 3 3 0
v5 7 7 a5 3 4 1
v6 5 6 a6 2 5 3
v7 10 10 a7 2 3 1
a8 6 6 0
a9 7 7 0
a10 5 6 1

其中e(i)==l(i)的邊

a1 a2 a4 a8 a9

所組成的路徑即為關(guān)鍵路徑

a1->a4->a9 和 a2->a8->a9

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