相乘矩阵、自乘矩阵的的意义以及表示方法


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不确定性的解释结构模型研究


 

一、问题的提出:实际运用解释结构模型的时候,总是有很多要素与要素之间的关系不能确定!


其中一条边不确定,就对应2个结构,有n条边不确定,就对应2n个结构,显然当系统的要素很多,不确定的边越多,这将是一个天文数字!再厉害的计算机也算不过来。

幸好,在n个不确定性的边中,对应的2n个结构中,大量的属于等可达结构,也就是他们的可达矩阵就为有限的几个!因此找出这些结构模型还是完全可能。

二、解决问题的思路


先假定有4条不确定的边为:V1、V2、V3、V4

可能的组合为: 1=>{V1=0、V2=0、V3=0、V4=0}

        2=>{V1=0、V2=0、V3=0、V4=1}

        3=>{V1=0、V2=0、V3=1、V4=0}

        4=>{V1=0、V2=0、V3=1、V4=1}

        5=>{V1=0、V2=1、V3=0、V4=0}

        6=>{V1=0、V2=1、V3=0、V4=1}

        7=>{V1=0、V2=1、V3=1、V4=0}

        8=>{V1=0、V2=1、V3=1、V4=1}

        9=>{V1=1、V2=0、V3=0、V4=0}

        10=>{V1=1、V2=0、V3=0、V4=1}

        11=>{V1=1、V2=0、V3=1、V4=0}

        12=>{V1=1、V2=0、V3=1、V4=0}

        13=>{V1=1、V2=1、V3=0、V4=0}

        14=>{V1=1、V2=1、V3=0、V4=1}

        15=>{V1=1、V2=1、V3=1、V4=0}

        16=>{V1=1、V2=1、V3=1、V4=1}

假定,当4条边的值都为零的情况下,可达矩阵为M, V1=1不在M里面, V2=1为M的里面,V3=1不在M里面,V4=1不在M里面。

则在V2不用计算。根据这个思路,原来的的组合马上指数降低!

接着计算最小可达矩阵边加 V1=1的情况下可能的组合情况,假设V1=1,其对应图的可达矩阵,为Mv1 判断V3,V4是否在Mv1 里面如果在可以删除,不继续计算,如果不在,继续求解。

计算V1=0,V3 =1的情况,判断过程同上!

计算V1=0,V4=1的情况,不计算算情况同上!

这种情况貌似可以用菲波拉契数列的方式来求解。

只要原来边的数目大,新增加的不会太多。对于有限域。比如节点数为10,不确定边数为10所有可能的结构可以计算出来。但是如果对于节点数为1000,不确定的边为10,计算量就要大很多,很多,因为出现等可达矩阵的机会少了很多。

回到原题。算法如下。

先找出边最少的结构,计算出可达矩阵。

枚举每条不确定的边是否在可达矩阵内,如果在,删除对应的边!如果不在保存一个独立结构!

接着把最少的结构与对应的第一条不确定边组成的结构,计算出可达矩阵。

枚举剩下的每条不确定的边是否在可达矩阵内,如果在,删除对应的边!如果不在并保存一个独立结构!

接着列出第二条边!如此枚举

最后得到的就是相互不为等构的结构,也就是这些系统的可达矩阵相互都不同。


显示的是一个随机 12 * 12 的方阵



  
   1             1               
                        1 1      
1       1                        
                             
1                           
                              1   
1                           
                             
      1                           
         1                     
               1                1
         1          1 1      

演示、开始根据不确定边,计算等构状态




只计算一轮共有 5个不等可达的系统! 得到的结构不同构的结构如下



1 个 独立结构
  1         1          
                11    
1     1                
1                      
1                      
                    1  
1                      
          1            
    1                  
      1                
          1           1
      1         11    
独立结构对应的可达矩阵
1 1 1 1     1   1 1    
1 1 1 1     1   1 1    
1 1 1 1     1   1 1    
1 1 1 1     1   1 1    
1 1 1 1 1   1   1 1    
1 1 1 1   1 1   1 1 1 1
1 1 1 1     1   1 1    
              1        
1 1 1 1     1   1 1    
1 1 1 1     1   1 1    
1 1 1 1   1 1   1 1 1 1
1 1 1 1     1   1 1   1
2 个 独立结构
  1         1          
                11    
1     1                
1                      
1                      
                    1  
1                      
          1            
    1                  
      1             1  
          1           1
      1         11    
独立结构对应的可达矩阵
1111     1   11    
1111     1   11    
1111     1   11    
1111     1   11    
11111   1   11    
1111   11   1111
1111     1   11    
1 1 1 1   1 1 11 1 1 1
1111     1   11    
1111     1   11    
1111   11   1111
1111     1   11   1
3 个 独立结构
  1         1          
                11    
1     1                
1                      
1                      
                    1  
1                      
        1 1            
    1                  
      1             1  
          1           1
      1         11    
独立结构对应的可达矩阵
1111   1 1   111 1
1111   1 1   111 1
1111   1 1   111 1
1111   1 1   111 1
111111 1   111 1
1111   11   1111
1111   1 1   111 1
1111   1111111
1111   1 1   111 1
1111   1 1   111 1
1111   11   1111
1111   1 1   111 1
4 个 独立结构
  1         1          
                11    
1     1                
1                      
1                      
                    1  
1                      
        1 1            
    1                  
      1             1  
          1           1
      11       11    
独立结构对应的可达矩阵
1111   11   1111
1111   11   1111
1111   11   1111
1111   11   1111
1111111   1111
1111   11   1111
1111   11   1111
11111 1111111
1111   11   1111
1111   11   1111
1111   11   1111
1111   11   1111
5 个 独立结构
  1         1          
                11    
1     1                
1                      
1                      
                    1  
1                      
        1 1            
    1                  
      1             1  
          1           1
      11       11    
独立结构对应的可达矩阵
11111 11   1111
11111 11   1111
11111 11   1111
11111 11   1111
1111111   1111
11111 11   1111
11111 11   1111
111111111111
11111 11   1111
11111 11   1111
11111 11   1111
11111 11   1111

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