Dijkstra算法的实现

//dijkstra.cpp
//Dijkstra算法的实现
//读入“DijkstraTxt”中的部分网络数据“Test.txt”(弧段起点ID，弧段终点ID，弧段距离)
//用Dijkstra算法生成的最佳路径再写入“RouteTxt.txt”文件中


#include<iostream>
#include<fstream>
#include<iomanip>
#include<sstream>
using namespace std;
#define MAXIMUM 1000000000 //无穷大


typedef struct recordList{
int startPoint;//起点
int endPoint; //终点
float length; //弧段长度
recordList* next;//结构体指针
}record; //定义Record结构体类型表示从文件中读取的数据记录


void main()
{
//打开Test.txt并从中读取数据
ifstream inPutFile("Test.txt", ios::in);
//以创建方式打开文件RouteTxt.txt并写入数据
ofstream outPutFile("RouteTxt.txt", ios::out);
if (!inPutFile || !outPutFile)//文件打开异常处理
{
cout << "文件打开失败！" << endl;
exit(1);
}
outPutFile << "\tDijkstra 算法实现结果数据\t" << endl;
outPutFile << "起点\t终点\t距离\t\t路径" << endl;


int numPoint; //点数
int numEdge; //边数
int maxPoint; //最大点号
record* head = NULL;//数据链表表头
record* data = NULL;//读取的一行数据


data = (record*)new record;//分配一行数据的内存空间
//读取一行数据，包括起点、终点、弧段长度
inPutFile >> data->startPoint >> data->endPoint >> data->length;
head = data; //数据链表表头指针
numEdge = 1; //初始边数为1
maxPoint = max(data->startPoint, data->endPoint);//初始最大点号


while (!inPutFile.eof())//逐行读取文件中的数据到data中
{
data->next = (record*)new record;//动态分配内存空间
data = data->next;//指向下一个结构体
//读取一行数据，包括起点、终点、弧段长度，数据格式(弧段起点ID，弧段终点ID，弧段距离)
inPutFile >> data->startPoint >> data->endPoint >> data->length;
//若maxPiont小于起点或终点点号，更新maxPoint
if (maxPoint < data->startPoint)
maxPoint = data->startPoint;
if (maxPoint < data->endPoint)
maxPoint = data->endPoint;


numEdge++; //边数增加1
}
inPutFile.close();//关闭文件流
data->next = NULL;//最后的指针赋值为空


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///////////以上代码实现从文件读入数据，以下实现算法计算并写入结果到文件/////////////
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int i, j, k; //变量
float* path = new float[maxPoint + 1];//路径距离数组
int* route = new int[maxPoint + 1];//路由表
bool* flag = new bool[maxPoint + 1];//最短路径求取成功标记
for (i = 0; i <= maxPoint; i++)//按点号从小到大遍历所有结点做源结点
{
for (j = 0; j <= maxPoint; j++)//初始化路由表和路径距离数组
{
path[j] = MAXIMUM;//路径距离数组初始化为无穷大
route[j] = -1;//-1表示不能到达或最短路径尚未找出
flag[j] = false;
}


record* getData = head;//获得链表数据头指针
float minLength = MAXIMUM;//当前的最小距离
int lastPoint = i;//前一次找出的距离最短的路径的终点


while (getData != NULL)//遍历链表，找出源结点出发的最短路径
{
if (getData->startPoint == i)//起点为i
{
path[getData->endPoint] = getData->length;//获得源结点到目的结点的距离
route[getData->endPoint] = getData->startPoint;//路由信息存储为目的结点的前一个结点
if (minLength > getData->length)//距离小于当前最小距离
{
minLength = getData->length;//获得当前最小距离
lastPoint = getData->endPoint;//获得当前最小距离的终点
}
}
getData = getData->next;//指向下一个结构体
}
flag[lastPoint] = true;//标记起点到当前终点的最短路径已求出


for (k = 0; k < maxPoint; k++)//按点号从小到大遍历所有结点做目的结点
{
getData = head;//获得链表数据头指针
float tempLength = MAXIMUM;//当前的最小距离
int tempPoint = -1;//前一次找出的距离最短的路径的终点


while (getData != NULL)//遍历链表，更新路由信息和距离数组
{
if ((getData->startPoint == lastPoint) && (getData->endPoint != i) && !flag[getData-


>endPoint])
{//起点为上一次最短路径的终点，终点与起点不同，最短路径未求出
if ((minLength + getData->length) < path[getData->endPoint])//有更短的路径
{
path[getData->endPoint] = minLength + getData->length;//获得


源结点到目的结点的距离
route[getData->endPoint] = getData->startPoint;


//路由信息存储为目的结点的前一个结点
}
}
getData = getData->next;//指向下一个结构体
}


for (j = 0; j < maxPoint; j++)
{//遍历path数组，找出到最短路径尚未找出的终点的距离最小值
if (!flag[j] && tempLength >= path[j] && j!=i)
{//最短路径尚未找出，且距离比当前最小距离更小，起点和终点不同
tempLength = path[j];//更新最小距离值
tempPoint = j;//更新当前最短路径的终点
}
}


lastPoint = tempPoint;//获得当前最小距离的终点
minLength = tempLength;//获得当前最小距离
flag[lastPoint] = true;//标记起点到当前终点的最短路径已求出
}


////////////////////下面先指定文件写入结果数据///////////////////////////
for (j = 0; j <= maxPoint; j++)//从每一个结点出发
{
if (path[j] == MAXIMUM)//路径不可达，或者终点和起点重叠
{
//向文件写入信息
outPutFile << i << "\t" << j << "\t--\t\t--" << endl;
}
else
{
string strRoute;//路径信息
int r = route[j];//第j个点为终点时其上一跳位置
while (r!=i) //根据路由表反向查找路径信息
{
stringstream ss;//使用字符串流将int转化为string型
ss << r; //字符串流写入
strRoute = "->" + ss.str() + strRoute;//构建路径信息字符串
r = route[r]; //上一跳
}
//向文件写入数据 “起点 终点 距离 路径”
outPutFile << i << "\t" << j << "\t" << path[j] << "\t\t" << i << strRoute << "->" <<  j << endl;
}
}
}
outPutFile.close();//关闭文件流
return;
}