独立路径

时间:2024-04-11 13:28:41

独立路径是指从程序的入口到出口的多次执行中,每次至少有一个语句是新的,未被重复的,也即每次至少要经历一条从未走过的弧。
独立路径的个数即为环复杂度的个数,而求环复杂度的个数三种方法:
直观观察法:
1.观察程序图将二维平面分割为封闭区域和开放区域的个数。
如图:4个封闭区域和一个开放区域
独立路径
2.公式计算法:
当终点没有向起点回去时:
V(G) = e (边的个数)- n(顶点个数) + 2;
独立路径
此时 V(G) = 10 - 7 + 2 = 5

当终点有向起点回去时:
V(G) = e (边的个数)- n(顶点个数) + 1;
独立路径
此时 V(G) = 11 - 7 + 1 = 5

不管你是不加边公式加2,还是加边公式加1都可以,答案是一样的。

3.判定结点法(节点只有两个分支)
V(G) = 节点数加1:
独立路径
同样这个图,节点分别为:A、B、C、D 共4个,V(G) = 4 + 1 = 5
无论哪个方法,最后的数是一样的,在这阶段一般是不会出现问题,但在找具体独立路径时,经常有各种疑问:
为什么这条不是独立路径?
为什没这条路径已经覆盖了另一条路径,还拆开做两条路径?
独立路径的集合到底是不是唯一的?

也正是以上各种问题,加上正处疫情阶段,没有课本只能上网课,网络上更是零零散散,找不到标准的、正确的答案,所以写下这个文章,一是希望有专业人士可以找出错误,共同讨论,二是如果有人有同样的疑惑,可以有个参考之处。

独立路径
看这个图,不管用哪种方法,都可以看出环复杂度也就是独立路径个数为4,
如果找所有路径,可以很简单的看出是2的三次方8个
如果为了覆盖所有路径,那也简单,一共两条路:
e1-e3-e5
e2-e4-e6就够了
这样看好像独立路径和哪个都不沾边,要么少了,要么多了,后来仔细思考,有一个想法,独立路径从所有图的角度来看,是覆盖所有路径的最小数,
独立路径从一个图的角度来看,是覆盖所有路径的最大数。

说的很不专业,也不知道能不能理解我的意思,换一种说法,简单的图如上图,我们可以一眼看出覆盖所有路径的路的最少的个数,但是遇到复杂的图,难道还要一个一个找嘛?我们要找到一个方法,不管图复杂还是简单,我们都可以用这种方法找到覆盖所有路径的个数,也许有重复,但已经把路径的个数从 2 ^ n(节点的个数) 下降到 n(节点的个数)+1了

我们找上图的独立路径个数:
三个节点: A B C
0 0 0
e1-e3-e5
0 0 1
e1-e3-e6
0 1 1
e1-e4-e6
1 1 1
e2-e4-e6
这就是一个独立路径的集合,
向这样找,我们还可以找其他的集合,比如:
三个节点: A B C
0 0 1
e1-e3-e6
0 1 1
e1-e4-e6
1 1 1
e2-e4-e6
1 1 0
e2-e4-e5
只不过这个图特殊,所有的路径组合都能满足,一般的图很多路径组合是无效的,导致独立路径的集合数没那么多。
个人理解,并不专业,有错请说,共同讨论,共同进步。