相乘矩阵、自乘矩阵的的意义以及表示方法


此处输入要素的个数:

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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 8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      
1       1              
                       
1                      
                1   1  
            1          
11     1              
1                     1
                       
1                   1  
  1           1        
                1      
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
2 个 独立结构
    1           1      
1       1              
                       
1                      
                1   1  
      1     1          
11     1              
1                     1
                       
1                   1  
  1           1        
                1      
独立结构对应的可达矩阵
1   1           1      
111   1     11   11
    1                  
1   1 1         1      
111   1     11   11
111   11111   11
111   1   111   11
1   1         11     1
                1      
111   1     11111
111   1     11   11
                1     1
3 个 独立结构
    1           1      
1       1              
                       
1                      
                1   1  
      1     1          
11     1              
1                     1
                       
1                   1  
  1           1   1    
                1      
独立结构对应的可达矩阵
1   1           1      
111   1     11   11
    1                  
1   11         1      
111   1     11   11
1111 11111   11
111   1   111   11
1   1         11     1
                1      
111   1     11111
111   1     11   11
                1     1
4 个 独立结构
    1           1      
1       1              
                       
1                      
                1   1  
      1     1          
11     1              
1                     1
                       
1                   1  
  1           1   1    
                11    
独立结构对应的可达矩阵
1   1           1      
111   1     111 11
    1                  
1   11         1      
111   1     111 11
1111111111 11
111   1   1111 11
1   1         11     1
                1      
111   1     11111
111   1     111 11
                1     1
5 个 独立结构
    1           1      
1       1   1          
                       
1                      
                1   1  
      1     1          
11     1              
1                     1
                       
1                   1  
  1           1   1    
                11    
独立结构对应的可达矩阵
1   1           1      
111   1     11111
    1                  
1   11         1      
111   1     11111
111111111111
111   1   111111
11 1   1     111 1 1
                1      
111   1     11111
111   1     11111
1 1 1   1     1 11 1 1
6 个 独立结构
    1           1      
1       1   1          
            1          
1                      
                1   1  
      1     1          
11     1              
1                     1
                       
1                   1  
  1           1   1    
                11    
独立结构对应的可达矩阵
1   1           1      
111   1   1 11111
    1                  
1   11         1      
111   1   1 11111
111111111111
111   1   111111
111   1   1 11111
                1      
111   1   1 11111
111   1   1 11111
111   1   1 11111
7 个 独立结构
    1           1      
1       1   1          
            1          
1                      
      1         1   1  
      1     1          
11     1              
1                     1
                       
1                   1  
  1           1   1    
                11    
独立结构对应的可达矩阵
11 1   1   1 1 11 1 1
111   1   111111
1 1 1   1   1 1 1 1 1 1
11 111   1 1 11 1 1
111   1   111111
111111111111
111   1   111111
111   1   111111
                1      
111   1   111111
111   1   111111
111   1   111111
8 个 独立结构
    1           1      
1       1   1          
            1          
1                      
      1         1   1  
      1     1          
11     1              
1                     1
                       
1                   1  
  1           1   1    
                11    
独立结构对应的可达矩阵
1111 1   111111
1111 1   111111
1111 1   111111
11111   111111
1111 1   111111
111111111111
1111 1   111111
1111 1   111111
                1      
1111 1   111111
1111 1   111111
1111 1   111111

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