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代码:
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介绍:
迪杰斯特拉算法(Dijkstra's algorithm)是一种用于计算加权图的单点最短路径的算法。它是由荷兰计算机科学家Edsger W. Dijkstra在1956年发明的。
该算法的思路是,从给定源点开始,不断找到距离该点最近的未访问节点,标记这个节点为已访问,并更新与该节点相邻的节点的最短路径。通过这样不断扩大已访问节点的范围,最终可以求出源点到其他所有节点的最短路径。
具体实现时,可以使用一个优先队列来保存即将访问的节点,优先队列中的元素按照节点与源点的距离从小到大排序,每次取出距离最小的节点进行访问。
迪杰斯特拉算法的复杂度为O(E log V),其中E为边的数量,V为节点的数量。虽然该算法是一个贪心算法,并不能保证一定找到最优解,但对于大多数实际应用场景而言,其效率和正确性都已经得到了充分的验证。
代码:
#include<iostream>
using namespace std;
int G[100][100], n, maxint=999, min1, v;
int s[100],d[100],path[100];//集合s代表已经找到最短路径的点
void DIJ(int v0)//迪杰斯特拉算法,从v0点到任意点的最短路径
{
for (int i = 0; i < n; i++)//初始化
{
s[i] = 0;//视为空集
d[i] = G[v0][i];//初始最短路径为v0到个点的权值
if (d[i] < maxint)//v0与i之间有弧,则前驱设为v0
path[i] = v0;
else//v0与i之间无弧,则前驱设为-1
path[i] = -1;
}
s[v0] = 1;//将v0加入集合s
d[v0] = 0;//源点到源点距离为0
for (int i = 1; i < n; i++)//访问剩下的n-1个点
{
min1 = maxint;
for (int j = 0; j < n; j++)
{
if (!s[j] && d[j] < min1)//点不在集合s内且小于最小边
{
v = j;//选择一条当前最短路径,终点为v
min1 = d[j];
}
}
s[v] = 1;//将v加入集合s
for (int j = 0; j < n; j++)//将v加入集合后,更新从v0到剩余点的最短路
{
if (!s[j] && (d[v] + G[v][j]) < d[j])//该点不在集合s内且加入v点后最短路径小于之前的最短路径
{
d[j] = d[v] + G[v][j];//更新最短路径
path[j] = v;//前驱设为v
}
}
}
for (int i = 1; i < n; i++)//访问各点的最短路径
{
int t = path[i];
cout << i << "点的最短路径:"<<i<<" ";
while (t != -1)
{
cout << t << " ";
t = path[t];
}
cout << "最短路径长度"<<d[i];
cout << endl;
}
}
int main()
{
cout << "输入顶点数:" << endl;
cin >> n;
for (int i = 0; i < n; i++)
for (int j = 0; j < n; j++)
G[i][j] = maxint;
cout << "输入边数:" << endl;
int e;
cin >> e;
cout << "输入边:" << endl;
for (int i = 1; i <= e; i++)
{
int v1, v2, w;
cin >> v1 >> v2 >> w;
G[v1][v2] = w;
}
DIJ(0);//从0号点到任意点的最短路径
}