数学归纳法在数据结构与算法分析设计中的应用

最简单和常见的数学归纳法是证明当n等于任意一个自然数时某命题成立。证明分下面两步:

  • 证明当 n= 1 时命题成立。
  • 假设 n=m 时命题成立,那么可以推导出在 n=m+1 时命题也成立。(m代表任意自然数)

1. 图

  • G=(V, E) 为一个有向图或无向图,假定 BFS 以给定结点 之间的距离)。

    以数学归纳法的方式进行证明,此外还需理解的细节即是,BFS 的方式需借助先进先出的队列,其最核心的两个操作,enqueue 与 dequeue。我们的归纳假设是:对于所有的结点

    enqueue(G, u),从结点 u 进行邻接表搜索时发现了结点 v(u 可以到 v,根据三角不等式性,,因此:

  • 证明:任意连通无向图

    • 当只有一个顶点时,,显然成立;
    • 因为是连通的,故取出一个顶点(,根据数学归纳法,则有: