Dijkstra算法求單源最短路徑
1.綜述
Dijkstra算法解決的是帶權(quán)重的有向圖上單源最短路徑問(wèn)題,該算法要求所有邊的權(quán)重都為非負(fù)值。
算法重復(fù)從結(jié)點(diǎn)集 V-S中選擇最短路徑估計(jì)最小的結(jié)點(diǎn) u ,將 u 加入到集合 S ,然后對(duì)所有從 u 出發(fā)的邊進(jìn)行
松弛操作(相當(dāng)于遍歷選出最小權(quán)值)。使用一個(gè)最小優(yōu)先隊(duì)列
Q 來(lái)保存結(jié)點(diǎn)集合。(代碼實(shí)現(xiàn)中:設(shè)置一個(gè)標(biāo)記數(shù)組)。迪科斯徹算法使用了廣度優(yōu)先搜索算法。算法解決的是有向圖中單個(gè)源點(diǎn)到其他頂點(diǎn)的最短路徑問(wèn)題。
迪克斯拉算法類似于廣度優(yōu)先算法,也類似于計(jì)算最小生成樹(shù)的 Prim 算法。
2.代碼
int?Dijkstra(Graph?G,int?n,int?s,int?t,?int?path[]) { ????int?i,j,w,minc,d[max_vertexes],mark[max_vertexes]; ????for?(i=0;i<n;i++)?mark[i]=0; ????for?(i=0;i<n;i++) ????????{?d[i]=G[s][i]; ????????path[i]=s;?} ????mark[s]=1;path[s]=0;d[s]=0; ????for?(i=1;i<n;i++) ????????{ ???????minc=infinity; ????????w=0; ????????for?(j=0;j=d[j]))?{minc=d[j];w=j;} ????????mark[w]=1; ????????for?(j=0;jd[w]+G[w][j])) ????????????{?d[j]=d[w]+G[w][j]; ????????????path[j]=w;?} ????????} ????return?d[t]; }
3.理解
代碼中參數(shù):
G:
圖,用鄰接矩陣表示
n:
圖的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)
s:
開(kāi)始節(jié)點(diǎn)
t:
目標(biāo)節(jié)點(diǎn)
path[]:
用于返回由開(kāi)始節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑
返回值:
最短路徑長(zhǎng)度
注意:
輸入的圖的權(quán)必須非負(fù)
頂點(diǎn)標(biāo)號(hào)從0開(kāi)始
用如下方法打印路徑:
i=t;
while (i!=s)
{
printf("%d<--",i+1);
i=path[i];
}
printf("%dn",s+1); ?
1.初始化:先初始化源點(diǎn) s 的 d[]數(shù)組的值,即把與源點(diǎn)相連的點(diǎn)的權(quán)值賦給 d[] 數(shù)組。
2.用了三個(gè) for 循環(huán),一個(gè) for 循環(huán)里面鑲嵌兩個(gè)并列的 for 循環(huán)。第一個(gè) for 循環(huán)和第二個(gè) for 循環(huán)是找出當(dāng)前要進(jìn)行松弛的結(jié)點(diǎn),第三個(gè) for 循環(huán)進(jìn)行松弛操作。
3.第三個(gè) for 循環(huán)中的?
d[j]>d[w]+G[w][j]
其中 d[j] 也包括 d[j] 取值為無(wú)窮大的情況,其真實(shí)性意義就是 j 點(diǎn)與源點(diǎn)不相連,直接把 d[j] 賦值為當(dāng)前進(jìn)行松弛的點(diǎn) w 加上 w 到 j 點(diǎn)的權(quán)值。
想要理解 Dijkstra 算法的最簡(jiǎn)便路徑就是把上面的模板背下來(lái)好好理解,背誦是理解的最短路徑。昨天晚上在圖書(shū)館寫(xiě)了一遍 Dijkstra 算法,外加看算法導(dǎo)論理解,從圖書(shū)館到宿舍的路上一直在理解 Dijkstra
算法,原來(lái)想通一個(gè)算法是多么幸福的事。