基于索引的最小生成树查询方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术提供了一种有向图中基于索引的最小生成树查询方法、系统、设备及介质，涉及有向图技术领域，其中，方法包括：获取待查询网络的网络结构设置有向图的边及顶点从而获取有向图；将有向图中的环路收缩为单个顶点，并且记录当前的环路信息作为备选集索引，记录环路的最小连接出边作为连接集索引；在连接集索引上进行查询，并根据备选集索引得到最小边，查询最小生成树。本发明专利技术利用顶点收缩的特性，将最小边环路收缩成单个顶点，并生成备选集和连接集索引储存下来。通过索引将大量重复计算的部分作为备选集索引，记录环路之间的连接信息，直接在连接集上进行遍历，取代在图上进行搜索，大大减少查询时间。大大减少查询时间。大大减少查询时间。

【技术实现步骤摘要】
基于索引的最小生成树查询方法、系统、设备及介质


[0001]本文件涉及有向图
，尤其涉及一种有向图中基于索引的最小生成树查询方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]最小生成树是指，在有向图中，给定查询顶点，找到一颗以查询顶点为根节点的树，所有的顶点都在树上，且树的权值之和最小。最小生成树有着广泛的应用。在通信领域它被用于实现最小成本的连接和控制，在数据库中它可以用作可达性查询，在自然语言领域最小生成树可以进行句法分析处理。现有的最小生成树查询方法都是即时计算的，通过使用数据结构或者算法设计来加速查询过程，现有的最小生成树查询方法存在如下问题：
[0003]1)算法效率低下，每一次查询都需要遍历整个图，需要大量的计算时间；
[0004]2)重复计算，针对不同顶点的查询，图中大量的环路信息被重复的计算。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种有向图中基于索引的最小生成树查询方法、系统、设备及介质，旨在解决上述问题。
[0006]本专利技术提供了一种有向图中基于索引的最小生成树查询方法，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有向图中基于索引的最小生成树查询方法，其特征在于，包括：S1、获取待查询网络的网络结构设置有向图的边及顶点从而获取有向图；S2、将所述有向图中的环路收缩为单个顶点，并且记录当前的环路信息作为备选集索引，记录环路的最小连接出边作为连接集索引；S3、在连接集索引上进行查询，并根据备选集索引得到最小边，查询最小生成树。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2具体包括：S21、遍历有向图中的所有顶点，计算出每个顶点的最小权值入边及其对应顶点；S22、针对S21中获取的每一个顶点u，递归寻找其入边顶点，如果返回到了顶点u，则得到了一个最小值环路，将所有的顶点遍历结束后，得到所有的最小值环路；并记录当前最小值环路信息，将环路中的点和边作为备选集索引储存起来；对于当前的最小值环路C，如果环路中的顶点存在收缩顶点C
’
，则将指向C
’
的最小边记录为连接边，并记录连接边的连接顶点，分别储存在连接集索引中C和C
’
对应出边索引和入边索引中；S23、将所有环路收缩为新顶点v
’
，并修改其他顶点到新顶点v
’
的边权值，用原来的权值减去该顶点最小值环路中的最小边权值，对整个有向图进行边收缩；S24、重复执行S21
‑
S23直至有向图中没有环路，则备选集和连接集构建完成。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3中直接使用连接集索引进行查询，遍历连接集索引，打破有向图中的每一个环路并根据备选集索引得到最小边，从而完成查询最小生成树。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3具体包括：S31、给定查询顶点V，找到其在连接集索引中所属的环路C；S32、在环路C中，以顶点V为根节点，根据备选集索引，删除根节点在环路中的入边，将环路C中剩余边加入最小生成树中；S33、如果环路C在连接集索引中有指向其他更小环路的连接边，则沿着连接出边去到更小的环路中，并以连接顶点为根节点，重复执行S32；如果该环路在连接集中有被其他更大环路指向的连接边，则沿着连接边去到更大的环路，并以环路C为根节点，重复S32；如果环路已经被搜索过，则跳过该环路；S34、如果所有被遍历到的环路，其指向的更小环路和被指向的更大环路都被搜索到了，则搜索结束，最小生成树查询结束。5.一种有向图中基于索引的最小生成树查询系统，其特征在于，包括：构建有向图模块，用于获取待查询网络的网络结构设置有向图的边及顶点从而获取有向图；环路收缩模块，用于将所述有向图中的环路收缩为单个顶点，并且记录当前的环路信息作为备选集索引，记录环路的最小连接出边...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳典，黄卓，王卓然，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：