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最短路徑-Dijkstra算法(轉載)

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註意:以下代碼 只是描述思路,沒有測試過!!

Dijkstra算法

1.定義概覽

Dijkstra(迪傑斯特拉)算法是典型的單源最短路徑算法,用於計算一個節點到其他所有節點的最短路徑。主要特點是以起始點為中心向外層層擴展,直到擴展到終點為止。Dijkstra算法是很有代表性的最短路徑算法,在很多專業課程中都作為基本內容有詳細的介紹,如數據結構,圖論,運籌學等等。註意該算法要求圖中不存在負權邊。

問題描述:在無向圖 G=(V,E) 中,假設每條邊 E[i] 的長度為 w[i],找到由頂點 V0 到其余各點的最短路徑。(單源最短路徑)

2.算法描述

1)算法思想:設G=(V,E)是一個帶權有向圖,把圖中頂點集合V分成兩組,第一組為已求出最短路徑的頂點集合(用S表示,初始時S中只有一個源點,以後每求得一條最短路徑 , 就將加入到集合S中,直到全部頂點都加入到S中,算法就結束了),第二組為其余未確定最短路徑的頂點集合(用U表示),按最短路徑長度的遞增次序依次把第二組的頂點加入S中。在加入的過程中,總保持從源點v到S中各頂點的最短路徑長度不大於從源點v到U中任何頂點的最短路徑長度。此外,每個頂點對應一個距離,S中的頂點的距離就是從v到此頂點的最短路徑長度,U中的頂點的距離,是從v到此頂點只包括S中的頂點為中間頂點的當前最短路徑長度。

2)算法步驟:

a.初始時,S只包含源點,即S={v},v的距離為0。U包含除v外的其他頂點,即:U={其余頂點},若v與U中頂點u有邊,則<u,v>正常有權值,若u不是v的出邊鄰接點,則<u,v>權值為∞。

b.從U中選取一個距離v最小的頂點k,把k,加入S中(該選定的距離就是v到k的最短路徑長度)。

c.以k為新考慮的中間點,修改U中各頂點的距離;若從源點v到頂點u的距離(經過頂點k)比原來距離(不經過頂點k)短,則修改頂點u的距離值,修改後的距離值的頂點k的距離加上邊上的權。

d.重復步驟b和c直到所有頂點都包含在S中。

執行動畫過程如下圖

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3.算法代碼實現:

const int  MAXINT = 32767;
const int MAXNUM = 10;
int dist[MAXNUM];
int prev[MAXNUM];

int A[MAXUNM][MAXNUM];

void Dijkstra(int v0)
{
    bool S[MAXNUM];                                  // 判斷是否已存入該點到S集合中
      int n=MAXNUM;
    for(int i=1; i<=n; ++i)
    {
        dist[i] = A[v0][i];
        S[i] 
= false; // 初始都未用過該點   if(dist[i] == MAXINT)   prev[i] = -1;    else   prev[i] = v0;   }   dist[v0] = 0;   S[v0] = true;       for(int i=2; i<=n; i++)    {   int mindist = MAXINT;   int u = v0;    // 找出當前未使用的點j的dist[j]最小值    for(int j=1; j<=n; ++j)    if((!S[j]) && dist[j]<mindist)    {    u = j; // u保存當前鄰接點中距離最小的點的號碼     mindist = dist[j];    }   S[u] = true;   for(int j=1; j<=n; j++)    if((!S[j]) && A[u][j]<MAXINT)    {    if(dist[u] + A[u][j] < dist[j]) //在通過新加入的u點路徑找到離v0點更短的路徑    {   dist[j] = dist[u] + A[u][j]; //更新dist   prev[j] = u; //記錄前驅頂點    }    }   } }

4.算法實例

先給出一個無向圖

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用Dijkstra算法找出以A為起點的單源最短路徑步驟如下

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轉自:http://www.cnblogs.com/biyeymyhjob/archive/2012/07/31/2615833.html

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