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用Dijkstra演算法求解無向圖的最短路徑

  Dijkstra演算法是典型的演算法。Dijkstra演算法是很有代表性的演算法。Dijkstra一般的表述通常有兩種方式,一種用永久和臨時標號方式,一種是用OPEN, CLOSE表的方式,這裡均採用永久和臨時標號的方式。注意該演算法要求圖中不存在負權邊。
  
  微軟程式設計比賽裡面的一道難度係數5%的程式設計題目如下:
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  Dijkstra演算法是用來求解圖中頂點到另外其他頂點的最短路徑的,根據題目,我們可以把每兩個島嶼往來所花的最少金幣當成圖中的邊權值,由此可以用Dijkstra演算法來解決這個問題。
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  根據圖來建立權值矩陣:
int[][] W = {
{ 0, 1, 5, -1, -1, -1,-1,-1 ,-1},
{ 1, 0, 3, 7, 5, -1,-1,-1,-1},
{ 5, 3, 0, -1, 1, 7, -1,-1,-1,-1 },
{ -1, 7, -1, 0, 2, -1,3,-1,-1 },
{ -1, 5, 1, 2, 0, 3, 6, 9,-1},
{-1,-1,-1, 3,6,-1, 0, 2, 7}
{-1,-1,-1,-1,9,5,2, 0, 4}
{-1,-1,-1,-1,-1,-1, 7, 4, 0}
};(-1表示兩邊不相鄰,權值無限大)

java程式碼如下:

package wxt;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

//這個演算法用來解決無向圖中任意兩點的最短路徑  
public class Dijkstra {
  public static int dijkstra(int[][] W1, int start, int end) {  
      boolean[] isLabel = new boolean[W1[0].length];// 是否標號  
      int[] indexs = new
int[W1[0].length];// 所有標號的點的下標集合,以標號的先後順序進行儲存,實際上是一個以陣列表示的棧 int i_count = -1;//棧的頂點 int[] distance = W1[start].clone();// v0到各點的最短距離的初始值 int index = start;// 從初始點開始 int presentShortest = 0;//當前臨時最短距離 indexs[++i_count] = index;// 把已經標號的下標存入下標集中 isLabel[index] = true; while
(i_count<W1[0].length) { // 第一步:標號v0,即w[0][0]找到距離v0最近的點 int min = Integer.MAX_VALUE; for (int i = 0; i < distance.length; i++) { if (!isLabel[i] && distance[i] != -1 && i != index) { // 如果到這個點有邊,並且沒有被標號 if (distance[i] < min) { min = distance[i]; index = i;// 把下標改為當前下標 } } } if (index == end) {//已經找到當前點了,就結束程式 break; } isLabel[index] = true;//對點進行標號 indexs[++i_count] = index;// 把已經標號的下標存入下標集中 if (W1[indexs[i_count - 1]][index] == -1 || presentShortest + W1[indexs[i_count - 1]][index] > distance[index]) { // 如果兩個點沒有直接相連,或者兩個點的路徑大於最短路徑 presentShortest = distance[index]; } else { presentShortest += W1[indexs[i_count - 1]][index]; } // 第二步:將distance中的距離加入vi for (int i = 0; i < distance.length; i++) { // 如果vi到那個點有邊,則v0到後面點的距離加 if (distance[i] == -1 && W1[index][i] != -1) {// 如果以前不可達,則現在可達了 distance[i] = presentShortest + W1[index][i]; } else if (W1[index][i] != -1 && presentShortest + W1[index][i] < distance[i]) { // 如果以前可達,但現在的路徑比以前更短,則更換成更短的路徑 distance[i] = presentShortest + W1[index][i]; } } } //如果全部點都遍歷完,則distance中儲存的是開始點到各個點的最短路徑 return distance[end] - distance[start]; } private static class Island{ public int x,y; } public static void main(String[] args) { ArrayList<Island> arr=new ArrayList<Island>(); // 建立一個權值矩陣 int [][] Test={ {0,1,4},{1,0,1},{4,1,0} }; Scanner input=new Scanner(System.in); int num=input.nextInt(); for (int i = 0; i < num; i++) { Island island=new Island(); island.x=input.nextInt(); island.y=input.nextInt(); arr.add(island); } int [][] t=new int[num][num]; for (int i = 0; i < t.length; i++) { for (int j = 0; j < t.length; j++) { t[i][j]=Math.min(Math.abs(arr.get(i).x-arr.get(j).x), Math.abs(arr.get(i).y-arr.get(j).y)); } } System.out.println(dijkstra(t, 0,num-1)); } }