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 6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        
  11     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 1 1
  1   1   1 1 1 1 1 1 1
2 个 独立结构
                       
      1         1   1  
                       
              1        
  11     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   1111111
    1                  
      1       1        
  11 111111111
  1   1   1111111
            1          
      1       1        
  1   1   1111111
  1   1   1111111
  1   1   1111111
  1   1   1111111
3 个 独立结构
                       
      1         1   1  
                       
              1        
  11     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   1111111
    1                  
      1       1        
  11111111111
  1   1   1111111
  1   1   1 11 1 1 1 1
      1       1        
  1   1   1111111
  1   1   1111111
  1   1   1111111
  1   1   1111111
4 个 独立结构
  1                    
      1         1   1  
                       
              1        
  11     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                      
  11 11 1111111
    1                  
      1       1        
  11111111111
  11 11 1111111
  11 11 1111111
      1       1        
  11 11 1111111
  11 11 1111111
  11 11 1111111
  11 11 1111111
5 个 独立结构
  1                    
      1         1   1  
                       
              1        
  11     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 1 1 1 1 1 1 1 1
  11111111111
    1                  
      1       1        
  11111111111
  11111111111
  11111111111
      1       1        
  11111111111
  11111111111
  11111111111
  11111111111
6 个 独立结构
  1                    
      1         1   1  
                       
              1        
  11     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
111111111111
1 11111111111
    1                  
      1       1        
1 11111111111
1 11111111111
1 11111111111
      1       1        
1 11111111111
1 11111111111
1 11111111111
1 11111111111

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