足球比赛的排名方式
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(1)一队排在另一对之前,不能只考虑这两对的战绩,而应充分考虑这两队所有比赛场次的战绩;
(2)要充分考虑对手的强弱因素,减少球队发挥水平不正常而带来的影响:避免强队偶然输给弱队带来名次的大落,又应考虑到弱队超水平发挥后名次的上升;
(3)如果两队之间由于种种原因,没有比赛或者双方打成平局,就有这两对于其他对之间比赛的战绩确定这两对的强弱。
有这些原则,根据比赛战绩表,构造竞赛图如下:
以N个参赛队T1,T2,T3,......<TN为竞赛图D的顶点集,D的边集按如下算法求得:
1.在各顶点之间按照如下规定建边:(1<=i/=j<=N)
(1)若Ti胜Tj的场次多,则以Ti为尾,Tj为头,作边Ti~Tj;若Tj胜Ti的场次多。
则建边Tj~Ti。
(2)若Ti与Tj之间生的场次相同,则以这两对比赛进球多的一对为尾,另一队为头建边;否则不建边。
(3)若Ti与Tj之间没有比赛则不建边。
根据建边情况,先按由竞赛图确定相应邻接矩阵的方法建立矩阵A=(aij)中一部分元素如下:(i)对于任意的i(1<=i<=N),记aij=0;
(ii)对于1<=i/=j<=N,如果Ti,Tj建了边Ti~Tj,则记aij=1,aji=0;如果Ti,Tj之间未建边,则aij和aji均不计数。
2.对于任意的i(1<=i<=N),计算其得分量ai(即以Ti为尾的边的数目),然后再计算其二级的分量ai(2)(即计算被Ti打败的队的得分之和)。
3.对于(1<=i<=N),弱国Ti与Tj之间没有边连接,则比较ai与aj。
如果ai>aj,则以Ti为尾,Tj为头建边Ti~Tj,如果ai<aj,则建边Tj~Ti。
如果ai=aj,再比较ai(2)与aj(2),以数值大的队为尾建边,否则根据基本原则1,3来决定Ti与Tj的胜负并建边(若任不能决定两队胜负,则可采取随即抽签的方式来决定)。
再根据步骤1中建立矩阵的方法,由这里的建边情况,补全矩阵A中的所有元素,从而得矩阵A.
4.以矩阵A作为所要构造的竞赛图的邻接矩阵,从而得到竞赛图D。
对于竞赛图D,我们运用魏和肯德尔算法可以得到这N个对由强到弱的一个排名顺序。
具体地,根据上述算法我们对例2中的12只足球队进行排名:
由于T1胜T2两场,T4胜T1一场,T1胜T4的场次多,于是建边T1~T4,矩阵中的元素a14=1,a41=0;因为T1与T8各胜一场,因此比较两队的比赛进球数,T1进两球,而T8进三球,于是建边T8~T1,矩阵中元素a18=0,a81=1;其余情况可类似考虑,于是经步骤1得到所要构造的矩阵中的部分元素如下:
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12
T1 0 0 1 1 1 0 0 1
T2 0 0 1 1 1 0
T3 1 1 0 1 1 1 0 1 1
T4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
T5 0 0 1 0 0 0
T6 0 0 0 1 1 0
T7 1 1 1 0 1 1 1 1 1
T8 1 0 1 0 0 0 1
T9 0 0 1 0 1 0 1 1 1
T10 1 0 0 0 1 0
T11 0 0 0 0 0 0
T12 1 0 0 0 1 0
下面计算的分量ai(1<=i<=12)。
例如:根据步骤1得到T1胜了T4,T5,T6,T9四个队,于是a1=4,类似可得
(a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11,a12)=(4,3,7,0,1,2,8,3,5,4,0,2).
再根据被T1打败的队的得分之和计算出二级分量a1(2)=0+1+2+5=8,类似可得
(a1(2),a2(2),....,a12(2))=(8,7,17,0,0,1,25,4,9,5,0,1).
根据上述步骤2的得分量,经步骤3补全上述矩阵中的所有元素,从而得到所要构造的竞赛图的邻接矩阵:
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1
T2 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1
T3 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1
T4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
T5 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0
T6 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1
T7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
T8 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1
T9 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1
T10 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1
T11 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
T12 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0
这里由于得分量a2=3>1=a5,所以建边T2~T5,矩阵中的元素a25=1,a52=0;由于的分量a2=a8=3,所以进一步考虑二级得分量,因为a2(2)=7>4=a8(2),所以建边T2~T8,据珍重a28=1,a82=0;矩阵中其他元素大多可以根据上述方法给出来,只剩下T4与T12之间的胜负还不能有两级得分量决定。
根据基本原则1,3,考虑到T4参加10场比赛,无一得胜,而T11只参加了6场比赛,虽没有得胜,但是比T4战绩稍好,因此我i门建边T11~T4,于是矩阵中元素a4 11=0,a11 4=1;T6与T12均胜两场比赛,其中均战胜了T5,从比赛结果来看,T6与T5比赛一场,T12与T5比赛两场,前者一胜,后者一胜一平,T6比T12战绩稍好,因此我们建边T6~T12,于是矩阵中元素a6 12=1,a12 6=0.
经步骤4,以上矩阵作为所要构造的竞赛图的邻接矩阵,我们得到要构造的竞赛图D(图从略)。
对竞赛图D,用魏和而肯德尔算法得到这12对由强到弱的排名顺序为:前面是T7,T3,接着T1,T2,T9,T10和T8构成双向连通分图,最后是T6,T12,T5,T11,T4.
考虑到一级和二级的得分量参赛的12支球队的排名顺序(由强到弱)为:T7,T3,T1,T9,T10,T2,T8,T6,T12,T5,T11,T4.
我们来分析这里的排名顺序是合理的。
首先我们指出:通常在确定两队比赛名次是,总是先考虑两队之间的胜负场次,谁胜的场次多,则认为该队获胜;若两队之间胜负场次相同,则根据净胜球数来确定两队的胜负,否则认为两队平局。
我们看到:T7,T3,T4等足球队都与9个对进行比赛,根据上述通常确定两队名次的方法可以知道,T7胜8个队,平1的队;T3胜7的队,负一个队,平1的队;而T4则全部败北。
所以T7排第一,T3排第二,而T4排最末是合理的。
另外,对T3与T1两队与其他队的比赛情况进行比较:只有在与T9,T4,T5的比赛中,T1比T3战绩稍好,而在与其余6个队的比赛中,T3的成绩都优秀与T1,而且在T3与T1比赛
时,在净胜球方面占上风。
因此,将T3排在T1前年面是合适的。
对其他情况可作类似的分析。