离散数学-传递闭包的代码计算

文章目录

  • 简单解释一下传递闭包
  • 例题
  • 手算
  • 代码实现
    • 完整代码与运行结果展示
    • 代码讲解
      • 第一步-获得关系矩阵
      • 第二步-根据Warshell算法计算得到传递闭包

简单解释一下传递闭包

传递闭包、即在数学中,在集合X上的二元关系R的传递闭包是包含R的X上的最小的传递关系。例如,如果X是(生或死)人的集合而R是关系“为父子”,则 R 的传递闭包是关系“x 是 y 的祖先”。再比如,如果X是空港的集合而关系 xRy 为“从空港 x 到空港 y 有直航”,则R的传递闭包是“可能经一次或多次航行从x飞到 y”。

例题

离散数学-传递闭包的代码计算_第1张图片

手算

离散数学-传递闭包的代码计算_第2张图片

代码实现

完整代码与运行结果展示

import numpy as np

def getMatrixFromRelation(size,relation):
    relationMatrix = np.zeros((size,size))
    for i in range(0, len(relation)) :
        relationMatrix[relation[i][0]-1,relation[i][1]-1] = 1
    return relationMatrix

def getTransitiveClosure(size,matrix):
    transitiveClosureMatrix = matrix
    for k in range(0,size):
        for i in range(0,size):
            for j in range(0,size):
                transitiveClosureMatrix[i,j] = transitiveClosureMatrix[i,j] or transitiveClosureMatrix[i,k] and transitiveClosureMatrix[k,j]
    return transitiveClosureMatrix



if __name__ == '__main__':
    print("author: 小方/n project 2")
    # The relation
    relation = np.array([[1,2],[2,3],[3,4],[2,1]])
    # size is the number of elements the set has, relation is the relation of the set
    matrix = getMatrixFromRelation(4,relation)
    print(getTransitiveClosure(4,matrix))

离散数学-传递闭包的代码计算_第3张图片

代码讲解

第一步-获得关系矩阵

根据关系矩阵的定义获取即可:

def getMatrixFromRelation(size,relation):
    relationMatrix = np.zeros((size,size))
    for i in range(0, len(relation)) :
        relationMatrix[relation[i][0]-1,relation[i][1]-1] = 1
    return relationMatrix

第二步-根据Warshell算法计算得到传递闭包

由于伪代码已经给出,实现即可

def getTransitiveClosure(size,matrix):
    transitiveClosureMatrix = matrix
    for k in range(0,size):
        for i in range(0,size):
            for j in range(0,size):
                transitiveClosureMatrix[i,j] = transitiveClosureMatrix[i,j] or transitiveClosureMatrix[i,k] and transitiveClosureMatrix[k,j]
    return transitiveClosureMatrix

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