单源最短路径(Dijkstra)
来源:互联网 发布:aoi编程技工招聘 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 04:57
Dijkstra算法基于贪心思想,计算一个节点到其他所有节点的最短路径。该算法要求图中不存在负权边。
时间复杂度 O(n²)
基本算法:
将图中所有的顶点V分成两个顶点集合Va和Vb。如果源点S到u的最短路径已经确定,则点u属于集合Va,否则属于集合Vb。最开始的时候Va只包含源点S,其余的点属于Vb,算法结束时所有由源点S可达的点属于Va,由源点S不可达的点扔留在Vb中。可以在求出最短路径长的同时记录最短路径,方法是记录终点的前一个点,这样只要倒着查回去就能确定整条最短路径。
具体步骤:
(1)首先初始化,将源点S到图中各点的直接距离当做初始值记录为S到各点的最短距离,如果不能直接到达,记为INF,S到S的距离为0.
(2)在所有属于Vb的点中找到一个S到其路径长度最短的点u,将u从Vb中除去,加入到Va中。即当前求出的从S到u的路径为S到u的最短路径。
(3)由新确定的u点更新S到Vb中每一点v的距离,如果S到u的距离加上u到v的直接距离小于当前S到v的距离,表明新生成的最短路径的长度要比前面计算的更短,那么就更新这个距离,同时更新最短路径。
(4)重复步骤(2)、(3)的过程,直到Vb中已经没有点或者Vb中的点都不能由源点S到达。
#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<algorithm>#include<iostream>using namespace std;#define INF 0x3f3f3f3f#define maxn 1010int dist[maxn],map[maxn][maxn],vis[maxn],pre[maxn],lj[maxn];int n,m,sum,s,e,k,a,b,c,k1,k2;//n为点的个数(从1——n),m为边数,dist[i]表示从源点到i的最短距离,//map记录图信息,vis[i]标记是否属于Va,不属于Va的点属于Vb,初始化//只有源点属于Va。void dijkstra(int s){ for(int i=1;i<=n;i++) { vis[i]=0; //如果图中有源点S到i的路径,则map[s][i]=dist[i], //否则dist[i]=INF. dist[i]=map[s][i]; pre[i]=s; } dist[s]=0; pre[s]=-1; vis[s]=1; for(int i=1;i<=n-1;i++)//循环n-1次,求S到其他n-1个点的最短路径。 { int min=INF; k=0; for(int j=1;j<=n;j++) { if(!vis[j]&&dist[j]<min) { min=dist[j]; k=j; } } if(k==0) break;//如果没有点可以扩展,即剩余的点不可达,停止循环,否则将k从Vb中除去加入到Va中。 vis[k]=1; for(int j=1;j<=n;j++) { //对于每个与k相邻的在Vb中的点j,更新S到j的最短路 if(!vis[j]&&map[k][j]!=INF&&dist[j]>dist[k]+map[k][j]) { dist[j]=dist[k]+map[k][j]; pre[j]=k; } } }}int main(){ while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF) { for(int i=0;i<=n;i++) for(int j=0;j<=n;j++) map[i][j]=INF; memset(lj,0,sizeof(lj)); for(int i=1;i<=m;i++) { scanf("%d%d%d",&a,&b,&c); if(c<map[a][b])//输入时需要注意有重边 map[a][b]=c; } scanf("%d%d",&s,&e); dijkstra(s); //打印路径 k1=e; k2=0; lj[k2++]=e; while(k1!=-1) { //printf("%d\n",lj[k2-1]); lj[k2++]=pre[k1]; k1=pre[k1]; } for(int i=k2-2;i>=1;i--) { printf("%d-->",lj[i]); } printf("%d\n",e); //路径打印结束 printf("%d\n",dist[e]); } return 0;}
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