众所周知,我们可以通过直角坐标系把平面上的任何一个点 $P$ 用一个有序数对 $(x,y)$ 来唯一表示,如果 $x,y$ 都是整数,我们就把点 $P$ 称为整点,否则点 $P$ 称为非整点。我们把平面上所有整点构成的集合记为 $W$。
定义1:两个整点 $P_1(x_1,y_1),P_2(x_2,y_2)$,若 $|x_1-x_2|+|y_1-y_2|=1$,则称 $P_1,P_2$ 相邻,记作$P_1$~$P_2$,否则称 $P_1,P_2$ 不相邻。
定义2:设点集 $S$ 是 $W$ 的一个有限子集,即 $S=\{P_1,P_2,…,P_n\}(n \ge 1)$,其中 $P_i(1 \le i \le n)$ 属于 $W$,我们把 $S$ 称为整点集。
定义3:设 $S$ 是一个整点集,若点 $R,T$ 属于 $S$,且存在一个有限的点序列 $Q_1,Q_2,…,Q_k$ 满足:
- $Q_i$ 属于 $S(1 \le i \le k)$;
- $Q_1=R,Q_k= T$;
- $Q_i$~$Q_{i+1}(1 \le i \le k-1)$,即 $Q_i$ 与 $Q_{i+1}$ 相邻;
- 对于任何 $1 \le i<j \le k$ 有 $Q_i \ne Q_j$;
我们则称点 $R$ 与点 $T$ 在整点集 $S$ 上连通,把点序列 $Q_1,Q_2,…,Q_k$ 称为整点集 $S$ 中连接点 $R$ 与点 $T$ 的一条道路。
定义4:若整点集 $V$ 满足:对于 $V$ 中的任何两个整点,$V$ 中有且仅有一条连接这两点的道路,则 $V$ 称为单整点集。
定义5:对于平面上的每一个整点,我们可以赋予它一个整数,作为该点的权,于是我们把一个整点集中所有点的权的总和称为该整点集的权和。
我们希望对于给定的一个单整点集 $V$,求出一个 $V$ 的最优连通子集 $B$,满足:
- $B$ 是 $V$ 的子集
- 对于 $B$ 中的任何两个整点,在 $B$ 中连通;
- $B$ 是满足条件 (1) 和 (2) 的所有整点集中权和最大的。