ขั้นตอนวิธีการลบย้อนกลับ

ขั้นตอนวิธีการลบย้อนกลับ (Reverse-delete algorithm) เป็นขั้นตอนวิธีในทฤษฎีกราฟที่ใช้สำหรับ ต้นไม้แผ่ขยายต่ำสุด (minimum spanning tree) ที่มีเส้นเชื่อม เชื่อมทุกปมต่อกันทั้งกราฟ และเส้นเชื่อมระหว่างคู่ปมแต่ละเส้นมีน้ำหนักเส้น ขั้นตอนวิธีนี้เป็น ขั้นตอนวิธีแบบละโมบ (Greedy algorithm) ซึ่งเป็นการย้อนกลับของ ขั้นตอนวิธีของครูสกาล (Kruskal’s algorithm) ที่ใช้ในการหาต้นไม้แผ่ขยายต่ำสุด ขั้นตอนวิธีของครูสกาลจะเริ่มจากกราฟที่ว่างเปล่า แล้วเพิ่มขึ้นทีละเส้นเชื่อม แต่ขั้นตอนวิธีการลบย้อนกลับนี้เริ่มจากกราฟเดิมที่สมบูรณ์แล้วลบออกทีละเส้นเชื่อมจากกราฟนั้นแทนโดยขั้นตอนวิธีดังกล่าวทำงาน ดังนี้- เริ่มต้นด้วยกราฟ G ซึ่งประกอบด้วยแถวลำดับของเส้นเชื่อม E- ผ่านกราฟ G โดยลดน้ำหนักของเส้นเชื่อมลงทีละลำดับ- สำหรับแต่ละเส้นเชื่อม ตรวจสอบว่าการลบเส้นเชื่อมนั้นออก จะไม่ทำให้กลายเป็นกราฟที่ไม่เชื่อมต่อกัน- ดำเนินการลบโดยไม่นำไปสู่การที่ทำให้การเชื่อมต่อของกราฟขาดออก
ขั้นตอนวิธีการลบย้อนกลับต้องมีการเชื่อมต่อกันในกราฟ และก่อนการลบกราฟบางส่วนออก ต้องมั่นใจว่าจะไม่ทำให้กราฟขาดออกจากกัน (คือ เมื่อลบเส้นเชื่อมแล้วกราฟจะยังคงเชื่อมต่อกันไม่แยกออกเป็นส่วน ๆ) เส้นเชื่อมต่าง ๆ จะถูกลบโดยขั้นตอนวิธีนี้ทีละเส้นเป็นวงจรไปเรื่อย ๆ ขั้นตอนวิธีนี้จะเริ่มจากเส้นเชื่อมที่มีน้ำหนักมากที่สุด และลดลงตามลำดับน้ำหนักไปเรื่อย ๆ โดยเส้นเชื่อมที่ถูกลบไปจะเป็นเส้นเชื่อมที่มีค่ามากที่สุดในวงจร ดังนั้น ตามความหมายของต้นไม้แผ่ขยายต่ำสุด เส้นเชื่อมที่ถูกลบออกไปโดยขั้นตอนวิธีนี้จะไม่เป็นส่วนของ ต้นไม้แผ่ขยายต่ำสุด

**รหัสเทียม**
เมธอดรับค่า แถวลำดับของเส้นเชื่อม E(edges E)
{
จัดลำดับ E ในแถวลำดับเรียงจากมากไปหาน้อยตามลำดับ
ตั้งค่าเริ่มต้นให้ตัวแปร i=0
ทำการวนซ้ำไปเรื่อย ๆ ขณะที่ค่า i น้อยกว่าขนาดของแถวลำดับ E ทั้งหมด
{
สร้างตัวแปร temp เก็บค่า ในรายการ E ตัวที่ i
ทำการลบค่า ในรายการ E ตัวที่ i
ถ้าปมระหว่างเส้นเชื่อมที่เก็บค่าใน temp ขณะนั้น ไม่เชื่อมต่อกัน ก็นำค่า temp เก็บ
คืนสู่แถวลำดับ E ในช่องที่ i
เพิ่มค่า i ขึ้น 1
}
คืนค่าในแถวลำดับ  E ทั้งหมด
}

**ตัวอย่าง**

**ประสิทธิภาพการทำงาน**
ขั้นตอนวิธีนี้สามารถทำงานได้ในเวลา  ซึ่ง  คือจำนวนเส้นเชื่อม และ  คือจำนวนปม โดยอธิบายการทำงานของเวลาได้ดังนี้- การจัดเรียงข้อมูลโดยเปรียบเทียบน้ำหนักของเส้นเชื่อมทั้งหมดใช้เวลา - การลบแต่ละครั้งใช้เวลา - การตรวจสอบว่ากราฟเชื่อมต่อกันทุกปมหรือไม่ ใช้เวลา 
ดังนั้นจึงใช้เวลาทั้งสิ้นของขั้นตอนวิธีนี้ 

**ขั้นตอนวิธีที่เกี่ยวข้อง**
  Kruskal's algorithm-  Prim's algorithm-  Borůvka's algorithm-  Dijkstra's algorithm

**อ้างอิง**
 Kleinberg, Jon; Algorithm Design, New York: Pearson Education, Inc..- contribution=Near-optimal fully-dynamic graph connectivity.- Reverse-Delete Algorithm (Paperback) by Lambert M. Surhone and Mariam T. Tennoe and Susan F. Henssonow

**เพิ่มเติม**
เป็นขั้นตอนวิธีการแก้ปัญหาที่คิดแบบง่าย ๆ และตรงไปตรงมา โดยพิจารณาว่าข้อมูลที่มีอยู่ในขณะนั้นมีทางเลือกใดที่ ให้ผลตอบแทนคุ้มที่สุด ขั้นตอนวิธีจะหาทางเลือกที่ดูดีที่สุดในขณะนั้นซึ่งถ้าข้อมูลนั้นพอเพียงที่จะทำให้สรุปคำตอบที่ดีที่สุด เราจะได้ขั้นตอนวิธีที่มีประสิทธิภาพ โดยทั่วไปการนำไปใช้กับ Optimization problem เพราะว่า เราต้องการการตัดสินใจว่าทางเลือกในปัจจุบันมีค่าตอบแทนมากที่สุดหรือน้อยที่สุดหรือไม่

**แหล่งข้อมูลอื่น**
 http://code.google.com/p/mst-algorithms/source/browse/trunk/MSTAlgorithms/src/cz/cvut/fel/minimalSpanningTree/algorithm/implementation/ReverseDeleteMST.java?spec=svn41&r=41- http://en.vionto.com/show/me/Kruskal's+algorithmdate=2016-03-04 - http://courses.cs.vt.edu/~cs5114/spring2009/lectures/lecture05-greedy-graph-algorithms.pdf
หมวดหมู่:ขั้นตอนวิธีกราฟ
หมวดหมู่:ต้นไม้ทอดข้าม