单源最短路,迪杰斯特拉算法
来源:互联网 发布:it wizardry 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 00:18
一个包含n个结点的图,求其他点到源点s的最短距离。
设d[i]表示结点i到s的最短路径的长度,显然有d[s]=0;
设vis[i]表示i是否在集合S中,集合S中存放的是已经求得的最短路径的结点。
算法步骤:
首先在V-S集合中找到最小的d的下标k,然后将k加入到集合S中(令vis[k]=true),然后更新d值即可(令d[i]=min(d[i],d[k]+w[k][i]),其中w[k][i]表示边k-i的权值)
复杂度O(n^2)
#include<bits/stdc++.h>using namespace std;const int maxn=100;const int inf=0x3f3f3f3f;int n;int d[maxn+5];bool vis[maxn+5];int w[maxn+5][maxn+5];int find(){//在V-S中找到最小的d int mind=inf; int mini=-1; for(int i=1;i<=n;i++)if(vis[i]==false&&d[i]<mind){ mind=d[i],mini=i; } return mini;}void update(int cur){//更新V-S中的d for(int i=1;i<=n;i++)if(vis[i]==false){ d[i]=min(d[i],d[cur]+w[cur][i]); }}void dijkstra(int cur){//求其他点到源点的最短路 memset(vis,false,sizeof(vis)); memset(d,inf,sizeof(d)),d[cur]=0;//s到s距离为0,其他到s为inf while((cur=find())!=-1){//如果所有点都被访问则退出,如果图连通则循环n-1次 vis[cur]=true; update(cur); }}int main(){ memset(w,inf,sizeof(w)); int m; cin>>n>>m;//n个点m条边 while(m--){ int x,y,z; cin>>x>>y>>z;//点x到y的边长为z w[y][x]=w[x][y]=z;//无向图 } dijkstra(1); for(int i=1;i<=n;i++){//输出其他点到源点的最短路长度 cout<<i<<ends<<d[i]<<endl; }}
如果要打印出其他点到源点s的最短路径,可以采用记录父结点的方法,设结点i的父结点为per[i](令per[s]=-1),然后将update函数稍微修改一下:
void update(int cur){//更新V-S中的d for(int i=1;i<=n;i++)if(vis[i]==false&&d[cur]+w[cur][i]<d[i]){ d[i]=d[cur]+w[cur][i]; per[i]=cur; }}
用优先队列“优化”到O(mlogn),m是边的条数,如果m与n^2同阶就比O(n^2)要慢了,不过很多情况都是m比n^2小。
这里和上面一种方法有两点不同:
- 查找最小d的下标用了优先队列。
- 更新d的时候,只会更新和cur相邻的点(cur就是最小d的下标)。
#include<bits/stdc++.h>using namespace std;const int maxn=1000;const int inf=0x3f3f3f3f;typedef pair<int,int> PAIR;//first为d,second为其下标vector<int>nxt[maxn+5];int n;int d[maxn+5];bool vis[maxn+5];int w[maxn+5][maxn+5];priority_queue<PAIR,vector<PAIR>,greater<PAIR> >pq;void update(int cur){//更新与cur相邻的未访问的点的d for(int i=0;i<nxt[cur].size();i++){ int x=nxt[cur][i]; if(vis[x]==false){ d[x]=min(d[x],d[cur]+w[cur][x]); pq.push(make_pair(d[x],x));//将更新后的d连同下标放入优先队列 } }}void dijkstra(int cur){ memset(vis,false,sizeof(vis)); memset(d,inf,sizeof(d)),d[cur]=0; while(!pq.empty())pq.pop(); pq.push(make_pair(d[cur],cur)); while(!pq.empty()){ cur=pq.top().second;//最小的d的下标 pq.pop(); if(vis[cur])continue; vis[cur]=true; update(cur); }}int main(){ int m; cin>>n>>m; while(m--){ int x,y,z; cin>>x>>y>>z; w[x][y]=w[y][x]=z; nxt[x].push_back(y); nxt[y].push_back(x); } dijkstra(1); for(int i=1;i<=n;i++){ cout<<i<<ends<<d[i]<<endl; }}
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