C++的面向对象的Dijkstra写法

  • 面向对象特点的充分使用
  • 清晰的逻辑
  • 简洁的图输入
  • 程序

面向对象特点的充分使用

清晰明确的类实现

class Edge(边的实现)

class Req (路由请求的实现)

class Graph (图的实现)

其中将Dijkstra算法放置在Graph里,方便调用

这里的邻接矩阵将会存放真正的边信息,而不再仅仅存放边的权值

Req信息包含src, dst, flow, 其中flow是流的大小

Edge信息包含src,dst,weight,capacity

清晰的逻辑

在Dijkstra算法实现的时候将Update操作和FindMin操作分别提出来当做独立的函数,这将使得Dijkstra算法函数的思路很清晰

简洁的图输入

在图的构造函数处,使用文件操作,来读入图,然后将边的信息存入如下三个vector类型的数据结构里,使用起来会非常方便:

    vector<Edge*> incL;//所有的边
vector<vector<Edge*> > adjL;//正向邻接表
vector<vector<Edge*> > adjRL;//反向邻接表

程序

程序由三部分构成:

common.h 程序用到的所有库的头文件和常量声明

resources.h 三个类的定义

main.cpp 主程序

graph.txt 图

common.h

#define COMMON_H

#include<iostream>
#include<vector>
#include<math.h>
#include<list>
#include<set>
#include<stdio.h>
#include<fstream>
using namespace std; #define MAXNODE 100;
#define INF 999999;
#endif

resources.h

#ifndef RESOURCES_H
#define RESOURCES_H #include"common.h" class Edge{
public:
int id, src, dst, weight, capacity;
Edge(int a, int b, int c, int d, int e){
id = a; src = b; dst = c; weight = d; capacity = e;
}
}; class Req{
public:
int src, dst, flow;
Req(int a, int b, int c){
src = a; dst = b; flow = c;
}
}; class Graph{
public:
int n, m;
set<int> S, V;
vector<int> d, p;
vector<Edge*> incL;
vector<vector<Edge*> > adjL;
vector<vector<Edge*> > adjRL;
Graph(string s){
ifstream infile(s);
infile >> n >> m;
int temp;
temp = m;
m = m * 2;
adjL.resize(n);
adjRL.resize(n);
d.resize(n);
p.resize(n);
int a, b, c, d;
for (int i = 0; i < temp;i++){ infile >> a >> b >> c >> d;
Edge* e1 = new Edge(i * 2, a, b, c, d);
Edge* e2 = new Edge(i * 2 + 1, b, a, c, d); incL.push_back(e1); incL.push_back(e2);
adjL[a].push_back(e1); adjL[b].push_back(e2);
adjRL[b].push_back(e1); adjRL[a].push_back(e2);
}
} void Update(int s){
for (int i = 0; i < adjL[s].size();i++)
if (d[s] + adjL[s][i]->weight < d[adjL[s][i]->dst]){
d[adjL[s][i]->dst] = d[s] + adjL[s][i]->weight;
p[adjL[s][i]->dst] = s;
}
} int FindMin(){
set<int>::iterator it, iend;
iend = S.end();
int mine = INF;
int min_node = -1;
for (it = S.begin(); it != iend; it++){
if(d[*it] < mine) {
mine = d[*it];
min_node = *it;
}
}
return min_node;
} void dijkstra(int src, int dst){
S.clear();
V.clear();
for (int i = 0; i < n; i++)
{
S.insert(i);
d[i] = INF;
p[i] = -2;
}
d[src] = 0; p[src] = -1;
Update(src);
S.erase(src);
V.insert(src);
while (S.size() != 0)
{
int mind;
mind = FindMin();
if (mind == dst) break;
Update(mind);
S.erase(mind);
V.insert(mind);
}
cout << "from node " << src << " to node " << dst << ": " << d[dst]<<endl;
}
}; #endif

main.cpp

#include"common.h"
#include"resources.h" int main()
{
Graph g("graph.txt"); g.dijkstra(1, 16); cout << "happy" << endl; getchar();
return 0;
}

graph.txt

18 21
1 17 1 10
1 2 1 20
2 17 1 20
1 3 1 30
3 4 1 30
4 17 1 30
1 5 1 40
5 6 1 40
6 7 1 40
7 17 1 40
1 8 1 50
8 9 1 50
9 10 1 50
10 11 1 50
11 17 1 50
1 12 1 100
12 13 1 100
13 14 1 100
14 15 1 100
15 16 1 100
16 17 1 100

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