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

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