最短路径—Dijkstra算法
Dijkstra算法
1.定义概览
Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的单源最短路径算法,用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点为止。Dijkstra算法是很有代表性的最短路径算法,在很多专业课程中都作为基本内容有详细的介绍,如数据结构,图论,运筹学等等。注意该算法要求图中不存在负权边。
问题描述:在无向图 G=(V,E) 中,假设每条边 E[i] 的长度为 w[i],找到由顶点 V0 到其余各点的最短路径。(单源最短路径)
2.算法描述
1)算法思想:设G=(V,E)是一个带权有向图,把图中顶点集合V分成两组,第一组为已求出最短路径的顶点集合(用S表示,初始时S中只有一个源点,以后每求得一条最短路径 , 就将加入到集合S中,直到全部顶点都加入到S中,算法就结束了),第二组为其余未确定最短路径的顶点集合(用U表示),按最短路径长度的递增次序依次把第二组的顶点加入S中。在加入的过程中,总保持从源点v到S中各顶点的最短路径长度不大于从源点v到U中任何顶点的最短路径长度。此外,每个顶点对应一个距离,S中的顶点的距离就是从v到此顶点的最短路径长度,U中的顶点的距离,是从v到此顶点只包括S中的顶点为中间顶点的当前最短路径长度。
2)算法步骤:
a.初始时,S只包含源点,即S={v},v的距离为0。U包含除v外的其他顶点,即:U={其余顶点},若v与U中顶点u有边,则<u,v>正常有权值,若u不是v的出边邻接点,则<u,v>权值为∞。
b.从U中选取一个距离v最小的顶点k,把k,加入S中(该选定的距离就是v到k的最短路径长度)。
c.以k为新考虑的中间点,修改U中各顶点的距离;若从源点v到顶点u的距离(经过顶点k)比原来距离(不经过顶点k)短,则修改顶点u的距离值,修改后的距离值的顶点k的距离加上边上的权。
d.重复步骤b和c直到所有顶点都包含在S中。
执行动画过程如下图
模板
编表写法
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
using namespace std;
#define INF 10000000
#define maxn 3000010
int qd;//到那个点的距离
int dis[maxn];
int vis[maxn];
int n,m,q,head[maxn];
struct node{
int u,v,w,next;
}e[maxn];
void add(int u,int v,int w,int i){
e[i].u=u;//编号为i的对象为u
if(u==qd) dis[v]=w;//qd到各点的距离//直接入队
e[i].v=v;//编号为i的u的对象为v
e[i].w=w;//编号为i的u->v 的距离是w
e[i].next=head[u];//上一个编号
head[u]=i; //记录现在编号
}
void djc(int u){
dis[u]=;vis[u]=;
for(int i=;i<=n;i++){
int m=INF;
for(int j=;j<=n;j++){
if(!vis[j]&&dis[j]<m){
u=j;
m=dis[j];
}
}
//if(u==qd) break;//没找到路
vis[u]=;//标记已走过,无论有没有找到路
for(int l=head[u];l;l=e[l].next){//当前编号往前找,一直找到0为止,0前再无有效编号
if(dis[e[l].v]>dis[e[l].u]+e[l].w){//更新最短路径
dis[e[l].v]=dis[e[l].u]+e[l].w;
}
} }
}
int main()
{
int m,u,v,x,y,z;
memset(dis,,sizeof dis);
scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&qd,&v);
for(int i=;i<=m;i++){
scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
add(x,y,z,i);
add(y,x,z,i+m);
}
djc(qd);
printf("%d\n",dis[v]);//输出qd->v的最短路径
return ;
}
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