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楼主: 王守恩

[转载] 在 6 座岛屿之间建造 5 座桥,使它们能够联通,请问有几种建桥方案?

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发表于 2019-11-28 16:23:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 markfang2050 于 2019-11-28 16:33 编辑


========================华丽的分割线============================
第1种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'))

第2种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a2', 'a4'))

第3种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a3', 'a4'))

第4种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'))

第5种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a3', 'a4'))

第6种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'))

第7种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a4'))

第8种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a4'))

第9种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'))

第10种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a4'))

第11种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'))

第12种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a4'))

第13种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a4'))

第14种排法:

(('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'))

第15种排法:

(('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a4'))

第16种排法:

(('a1', 'a4'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a4'))

========================华丽的分割线============================
4座岛屿之间建造3座桥,使它们能够联通,共有16种建桥方案。

--------------------------------------------------------------------------------
python3.6程序运行 0.934546947479248 秒。
------------------------------------------------------------
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2019-11-28 16:25:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 markfang2050 于 2019-11-28 22:58 编辑

# !/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
#Author:Nicolas TU
#Date:NOV.28,2019 20:57:07

from itertools import permutations,combinations,product#排列,组合,笛卡尔积
import time
'''
6座岛屿之间建造5座桥,使它们能够联通,请问有几种建桥方案?
'''

time_start=time.time()#计算时间开始
cout=0;

A= ['a1','a2','a3','a4','a5','a6']#6座不同的岛,字符表示;
B=list(combinations(A,2))#选择1个桥线路2个端点组合的集合;
C=list(combinations(B,5))#选择5条桥线路组合的集合;
print(B,"\n")
print(len(C),"\n")#display C lenth
for i in range(len(C)):#
    print(C,"\n")
print("========================华丽的分割线============================")

for i in C:#从集合中遍历,i的列表索引0,1,2,3,4;
    H1=set(i[0])
    H2=[set(item) for item in i[1:]]
    flg = True
    while flg:
        flg=False
        for item in H2:
            if len(H1 | item) == (len(H1)+1):
                flg = True
                H1= H1|item
    if len(H1) == 6:
           cout +=1
           print ('第%d种排法:'%cout,'\n')
           print (i,'\n')
           
                  
                                      
print("========================华丽的分割线============================")

time_end=time.time()#计算时间结束
print ('6座岛屿之间建造5座桥,使它们能够联通,共有%d种建桥方案。'%cout,'\n')

print('-'*80)
print('python3.6程序运行',time_end-time_start,'秒。')
print('-'*80)




毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2019-11-28 16:28:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 markfang2050 于 2019-11-28 21:59 编辑

第1289种排法:

(('a1', 'a6'), ('a2', 'a6'), ('a3', 'a5'), ('a3', 'a6'), ('a4', 'a5'))

第1290种排法:

(('a1', 'a6'), ('a2', 'a6'), ('a3', 'a5'), ('a3', 'a6'), ('a4', 'a6'))

第1291种排法:

(('a1', 'a6'), ('a2', 'a6'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a5'), ('a4', 'a6'))

第1292种排法:

(('a1', 'a6'), ('a2', 'a6'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a5'), ('a5', 'a6'))

第1293种排法:

(('a1', 'a6'), ('a2', 'a6'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a6'), ('a5', 'a6'))

第1294种排法:

(('a1', 'a6'), ('a2', 'a6'), ('a3', 'a6'), ('a4', 'a5'), ('a4', 'a6'))

第1295种排法:

(('a1', 'a6'), ('a2', 'a6'), ('a3', 'a6'), ('a4', 'a5'), ('a5', 'a6'))

第1296种排法:

(('a1', 'a6'), ('a2', 'a6'), ('a3', 'a6'), ('a4', 'a6'), ('a5', 'a6'))

========================华丽的分割线============================
6座岛屿之间建造5座桥,使它们能够联通,共有1296种建桥方案。

--------------------------------------------------------------------------------
python3.6程序运行 105.97570872306824 秒。
--------------------------------------------------------------------------------
>>>
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2019-11-28 19:48:19 | 显示全部楼层
markfang2050 发表于 2019-11-28 16:28
print('-'*80)
print('python3.6程序运行',time_end-time_start,'秒。')
print('-'*80)

漂亮,
n=4 解的排列和我的完全一样,连顺序都一样吧?
n=4,n=6,n=7 如何?
代码?
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2019-11-28 20:12:00 | 显示全部楼层
用排除法,看看有哪些是不连通的。
第一种,是有一个顶点是孤立的(和其他的顶点都不连接),先选一个顶点,有6种方式,剩下的五点有$C_5^2=10$条边,从中选出5条,有$C_10^5$种方式。
但是,有一种情况计算了两次,就是有两个顶点都是孤立点的情况,两个点有$C_6^2$种选法,剩下的4个点有6条边,从中选出5条,有6种可能。
总之,有孤立点的情况有$6*C_10^5-C_6^2*6$种可能。
第二种情况,有两个点互相连接,且不和其他点连接,先选两个点,有$C_6^2$种,剩下的4个点有6条边,选出4条,有$C_6^4$种.
第三种情况,有三个顶点构成一个三角形,剩下的三个点有两条边连接,有$C_6^3*3$种可能。
总之,不连通的情况一共有$6*C_10^5-C_6^2*6+C_6^2*C_6^4+C_6^3*3=1707$种,
连通的情况有$C_15^5-1707=1296$种。
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2019-11-28 20:55:59 | 显示全部楼层
n=7时,不连通的情况必属于以下四种情况的一种或同时属于多种情况:
(1)有孤立点(不超过3个)
(2)有一条孤立边
(3)有一段孤立的折线(三角形少一边)
(4)有孤立的三角形(一个或2个)
总之可以找到三个点,这三点的一个非空子集和其余四个点是不连通的。
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2019-11-28 21:42:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 lsr314 于 2019-11-28 22:05 编辑

凯莱树定理

Cayley凯莱定理——一一对应 - Rogn - 博客园
https://www.cnblogs.com/lfri/p/10433011.html
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2019-11-28 21:49:44 | 显示全部楼层
哈密尔顿-凯莱定理
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2019-11-28 22:11:56 | 显示全部楼层
# !/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
#Author:Nicolas TU
#Date:NOV.28,2019 20:57:07
from collections import Counter
from itertools import permutations,combinations,product#排列,组合,笛卡尔积
import time
'''
5座岛屿之间建造4座桥,使它们能够联通,请问有几种建桥方案?
哈密尔顿-凯莱定理
无向图连通性判断的五种方法(BFS、DFS、Union-find、Warshell、Tarjan)
Cayley定理的证明过程实际上是提供了构造过n个有标号顶点的树的方法。

(参考书:组合数学   卢开澄、卢华明等编著)
'''

time_start=time.time()#计算时间开始
cout=0;
G=[]
A= ['a1','a2','a3','a4','a5']#5个不同的组,字符表示;
B=list(combinations(A,2))#选择1个桥线路2个端点组合的集合
C=list(combinations(B,4))#选择4条桥线路组合的集合
print(B,"\n")
#print(len(C),"\n")#display C lenth
for i in range(len(C)):#
    print(C[i],"\n")
print("========================华丽的分割线============================")

for i in C:#从集合中遍历,i的列表索引0,1,2,3;4桥。
     H1=set(i[0])
     H2=[set(item) for item in i[1:]]
     flg = True
    while flg:
'''
#取出第一座桥联通的两座岛屿,
反复遍历剩下所有的桥,如某桥有岛屿在联通
岛屿集合内,则将该桥删除并将联通的岛屿添
加该桥所连的另一座岛屿,直到所有桥梁均没
有连接联通岛屿集合内的岛;
'''   
     while flg:
        flg=False
        for item in H2:
            if len(H1 | item) == (len(H1)+1):#&, |表示位运算
                flg = True
                H1= H1|item
     if len(H1) ==5:
           cout +=1
           print ('第%d种排法:'%cout,'\n')
           print (i,'\n')
                             
      
           


                                    
print("========================华丽的分割线============================")

time_end=time.time()#计算时间结束
print ('5座岛屿之间建造4座桥,使它们能够联通,共有%d种建桥方案。'%cout,'\n')

print('-'*80)
print('python3.6程序运行',time_end-time_start,'秒。')
print('-'*80)

'''
========================华丽的分割线============================
第1种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'))

第2种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a5'))

第3种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第4种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第5种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a4'))

第6种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a1', 'a5'), ('a3', 'a4'))

第7种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a1', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第8种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a2', 'a5'))

第9种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第10种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第11种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'))

第12种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a2', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第13种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a3', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第14种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a3', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第15种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a3'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第16种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'))

第17种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a3', 'a4'))

第18种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a3', 'a5'))

第19种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a5'))

第20种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a5'))

第21种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'), ('a4', 'a5'))

第22种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'))

第23种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a5'))

第24种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a3', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第25种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a3', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第26种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a4'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第27种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'))

第28种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a4'))

第29种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'), ('a4', 'a5'))

第30种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a4'))

第31种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第32种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a5'), ('a3', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第33种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a5'), ('a3', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第34种排法:

(('a1', 'a2'), ('a1', 'a5'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第35种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a2', 'a5'))

第36种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第37种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第38种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'))

第39种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第40种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第41种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第42种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第43种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a4'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'))

第44种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a4'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a5'))

第45种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第46种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第47种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第48种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第49种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第50种排法:

(('a1', 'a2'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第51种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'))

第52种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a4'))

第53种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a5'))

第54种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a5'))

第55种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a5'))

第56种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'), ('a4', 'a5'))

第57种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a4'), ('a2', 'a5'))

第58种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第59种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第60种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a5'))

第61种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a4'), ('a2', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第62种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'))

第63种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a4'))

第64种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'), ('a4', 'a5'))

第65种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a4'), ('a2', 'a5'))

第66种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a4'))

第67种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第68种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'))

第69种排法:

(('a1', 'a3'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第70种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a2', 'a5'))

第71种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第72种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第73种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'))

第74种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第75种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第76种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第77种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第78种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'))

第79种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a5'))

第80种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第81种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第82种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第83种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第84种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第85种排法:

(('a1', 'a3'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a5'), ('a4', 'a5'))

第86种排法:

(('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'))

第87种排法:

(('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a5'))

第88种排法:

(('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a4'))

第89种排法:

(('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a3'), ('a3', 'a5'))

第90种排法:

(('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a4'))

第91种排法:

(('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第92种排法:

(('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a4'))

第93种排法:

(('a1', 'a4'), ('a1', 'a5'), ('a2', 'a5'), ('a3', 'a5'))

第94种排法:

(('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a2', 'a5'))

第95种排法:

(('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a3', 'a5'))

第96种排法:

(('a1', 'a4'), ('a2', 'a3'), ('a2', 'a4'), ('a4', 'a5'))

第97种排法:

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第98种排法:

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第99种排法:

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第100种排法:

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第101种排法:

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第102种排法:

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第103种排法:

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第104种排法:

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第105种排法:

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第106种排法:

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第107种排法:

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第108种排法:

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第109种排法:

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第110种排法:

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第111种排法:

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第112种排法:

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第113种排法:

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第114种排法:

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第116种排法:

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第120种排法:

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第121种排法:

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第122种排法:

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第123种排法:

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第124种排法:

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第125种排法:

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5座岛屿之间建造4座桥,使它们能够联通,共有125种建桥方案。

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毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2019-11-28 22:48:40 | 显示全部楼层
========================华丽的分割线============================
7座岛屿之间建造6座桥,使它们能够联通,共有16807种建桥方案。

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python3.6程序运行 1.0002613067626953 秒。
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毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
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