使用 Python 编写程序,查找具有最大概率的路径

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假设我们有一个具有 n 个节点的无向​​加权图(节点从 0 开始编号),该图使用边列表作为输入,对于每个边 e,它具有成功遍历该边的概率 probability[e]。我们还有起始节点和终止节点,我们必须找到从起始到终止成功概率最大的路径并返回其成功概率。如果我们找不到任何路径,则返回 0。

因此,如果输入如下

则输出将为 0.24,因为从节点 0 到 2 有两条路径,一条路径的概率为 0.2,另一条路径通过节点 1 的概率为 0.4*0.6 = 0.24,这是最大值。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤 −

  • g := 根据给定的边列表制作图表并使用概率值作为权重

  • q := 队列数据结构

  • 将 (start, 1) 插入 q

  • visited := 一个用于保存已访问节点的映射

  • 当 q 不为空时,执行

    • (node, prob) := q 的第一个项目并将其从 q 中删除

    • 如果 accessed[node] > prob,然后

      • 进行下一次迭代

    • 否则,

      • visited[node] := prob

    • 对于 g[node] 中的每个相邻节点 adj 和概率 nextProb,执行

      • 如果 visit[adj] < prob * nextProb,然后

        • 在 q 末尾插入 (adj, prob * nextProb)

  • 返回 visited[end]

让我们看看下面的实现以便更好地理解 −

示例

from collections import defaultdict, deque
def solve(edges, probability, start, end):
   g = defaultdict(list)
   for i in range(len(edges)):
      src, dst = edges[i][0], edges[i][1]
      prob = probability[i]
      g[src].append((dst, prob))
      g[dst].append((src, prob))
   q = deque()
   q.append((start, 1))
   visited = defaultdict(int)
   while q:
      node, prob = q.popleft()
      if visited[node] > prob:
         continue
      else:
         visited[node] = prob
      for adj, nextProb in g[node]:
         if visited[adj] < prob * nextProb:
            q.append((adj, prob * nextProb))
   return visited[end]
edges = [[0,1],[1,2],[0,2]]
probability = [0.5,0.5,0.2]
start = 0
end = 2
print(solve(edges, probability, start, end))

输入

[[0,1],[1,2],[0,2]], [0.5,0.5,0.2], 0, 2

输出

0.25

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