用Python实现Dijkstra算法用来寻找两点之间的最短路径 (Implementation of Dijkstra in Python)

    这么简单一个算法，懒得花时间去自己实现，然后就想在网上搜搜看是否有现成可用的。谁知试了几个，真头疼：写得真是太好（垃）用（圾）了。不是没有注释，就是不规范看起来巨不爽，更甚bug满天飞根本不能执行。也怪自己懒，算了不抱怨了，因为下边我贴出的例子也是基于GitHub上一个写得较为顺眼的例子，然后自己包了一下，并解析了一下原作的返回内容，使得它符合我的需求：输入一个src-dst pair，返回他们之间的 distance 与 shortest path。废话不多说，有图有真相：可以运行。需要的拿走用就是了。

====== A. Code: (The dijkstra_raw(...) is the borrowed function, the dijkstra(...) is my design.)

from collections import defaultdictfrom heapq import *def dijkstra_raw(edges, from_node, to_node):g = defaultdict(list)for l,r,c in edges:g[l].append((c,r))q, seen = [(0,from_node,())], set()while q:(cost,v1,path) = heappop(q)if v1 not in seen:seen.add(v1)path = (v1, path)if v1 == to_node:return cost,pathfor c, v2 in g.get(v1, ()):if v2 not in seen:heappush(q, (cost+c, v2, path))return float("inf"),[]def dijkstra(edges, from_node, to_node):len_shortest_path = -1ret_path=[]length,path_queue = dijkstra_raw(edges, from_node, to_node)if len(path_queue)>0:len_shortest_path = length## 1. Get the length firstly;## 2. Decompose the path_queue, to get the passing nodes in the shortest path.left = path_queue[0]ret_path.append(left)## 2.1 Record the destination node firstly;right = path_queue[1]while len(right)>0:left = right[0]ret_path.append(left)## 2.2 Record other nodes, till the source-node.right = right[1]ret_path.reverse()## 3. Reverse the list finally, to make it be normal sequence.return len_shortest_path,ret_path

====== B. The topology used in the following use-case:

====== C. Use-case:

### ==================== Given a list of nodes in the topology shown in Fig. 1.list_nodes_id = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20];### ==================== Given constants matrix of topology.M=99999# This represents a large distance. It means that there is no link.### M_topo is the 2-dimensional adjacent matrix used to represent a topology.M_topo = [[M, 1,1,M,1,M, 1,1,1,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M],[1, M,1,M,M,1, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M],[1, 1,M,1,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M],[M, M,1,M,1,M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M],[1, M,M,1,M,M, M,M,M,1,1, 1,M,M,M,M, M,M,M,M,M],[M, 1,M,M,M,M, 1,M,M,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M],[1, M,M,M,M,1, M,1,M,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M],[1, M,M,M,M,M, 1,M,1,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M],[1, M,M,M,M,M, M,1,M,1,M, M,1,M,M,M, M,M,M,M,M],[M, M,M,M,1,M, M,M,1,M,M, 1,M,M,M,M, M,M,M,M,M],[M, M,M,M,1,M, M,M,M,M,M, 1,M,1,M,M, M,M,M,M,M],[M, M,M,M,1,M, M,M,M,1,1, M,M,1,1,M, M,M,M,M,M],[M, M,M,M,M,M, M,M,1,M,M, M,M,M,1,M, M,M,M,M,M],[M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,1, 1,M,M,1,M, M,1,1,M,M],[M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M, 1,1,1,M,1, 1,M,M,M,M],[M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,1,M, 1,M,1,1,M],[M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,1,1, M,M,M,M,1],[M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M, M,M,1,M,M, M,M,1,M,M],[M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M, M,M,1,M,1, M,1,M,1,M],[M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,1, M,M,1,M,1],[M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M, M,M,M,M,M, 1,M,M,1,M]]### --- Read the topology, and generate all edges in the given topology.edges = []for i in range(len(M_topo)):for j in range(len(M_topo[0])):if i!=j and M_topo[i][j]!=M:edges.append((i,j,M_topo[i][j]))### (i,j) is a link; M_topo[i][j] here is 1, the length of link (i,j).

print "=== Dijkstra ==="print "Let's find the shortest-path from 0 to 9:"length,Shortest_path = dijkstra(edges, 0, 9)print 'length = ',lengthprint 'The shortest path is ',Shortest_path

====== D. 执行结果：

Davy

2015--6-18