原理

我们知道,使用Breadth-first search算法能够找到到达某个目标的最短路径,但这个算法没考虑weight,因此我们再为每个edge添加了权重后,我们就需要使用Dijkstra算法来寻找权重和最小的路径。

其实原理很简单,我们最终的目的是计算出每一个节点到起点的权重之和,同时获取得到这个权重和的路径数组。

那么权重和最小的那个自然就是我们要的结果。

在该算法中有一下几个核心的思想:

  • 当我们遍历到某个节点时,计算出该节点到起点的权重和之后=,该节点就不在使用了,或删除或者标记为已检阅
  • 当该节点的某个neighbor节点加上权重的值小于该neighbor节点时,跟新该neighbor节点的数据

实现这个算法的方式有多种,在该文章中,我们把某些数据直接封装到了节点中。

Vertex

Vertex.swift

import Foundation

open class Vertex {

    open var identifier: String
open var neighbors: [(Vertex, Double)] = []
open var pathLengthFromStart = Double.infinity
open var pathVerticesFromStart: [Vertex] = [] public init(identifier: String) {
self.identifier = identifier
} open func clearCache() {
pathLengthFromStart = Double.infinity
pathVerticesFromStart = []
}
} extension Vertex: Hashable {
open var hashValue: Int {
return identifier.hashValue
}
} extension Vertex: Equatable {
public static func ==(lhs: Vertex, rhs: Vertex) -> Bool {
return lhs.hashValue == rhs.hashValue
}
}

Dijkstra

Dijkstra.swift

import Foundation

public class Dijkstra {
private var totalVertices: Set<Vertex> public init(vertices: Set<Vertex>) {
totalVertices = vertices
} private func clearCache() {
totalVertices.forEach { $0.clearCache() }
} public func findShortestPaths(from startVertex: Vertex) {
clearCache()
var currentVertices = self.totalVertices
startVertex.pathLengthFromStart = 0
startVertex.pathVerticesFromStart.append(startVertex)
var currentVertex: Vertex? = startVertex
while let vertex = currentVertex {
currentVertices.remove(vertex)
let filteredNeighbors = vertex.neighbors.filter { currentVertices.contains($0.0) }
for neighbor in filteredNeighbors {
let neighborVertex = neighbor.0
let weight = neighbor.1 let theoreticNewWeight = vertex.pathLengthFromStart + weight
if theoreticNewWeight < neighborVertex.pathLengthFromStart {
neighborVertex.pathLengthFromStart = theoreticNewWeight
neighborVertex.pathVerticesFromStart = vertex.pathVerticesFromStart
neighborVertex.pathVerticesFromStart.append(neighborVertex)
}
}
if currentVertices.isEmpty {
currentVertex = nil
break
}
currentVertex = currentVertices.min { $0.pathLengthFromStart < $1.pathLengthFromStart }
}
}
}

演示

我们就演示这个例子

//: Playground - noun: a place where people can play
import Foundation // last checked with Xcode 9.0b4
#if swift(>=4.0)
print("Hello, Swift 4!")
#endif var vertices: Set<Vertex> = Set() /// Create vertexs
var vertexA = Vertex(identifier: "A")
var vertexB = Vertex(identifier: "B")
var vertexC = Vertex(identifier: "C")
var vertexD = Vertex(identifier: "D")
var vertexE = Vertex(identifier: "E")
var vertexF = Vertex(identifier: "F") /// Setting neighbors
vertexA.neighbors.append(contentsOf: [(vertexB, 5), (vertexD, 2)])
vertexB.neighbors.append(contentsOf: [(vertexC, 4), (vertexE, 2)])
vertexC.neighbors.append(contentsOf: [(vertexE, 6), (vertexF, 3)])
vertexD.neighbors.append(contentsOf: [(vertexB, 8), (vertexE, 7)])
vertexE.neighbors.append(contentsOf: [(vertexF, 1)]) vertices.insert(vertexA)
vertices.insert(vertexB)
vertices.insert(vertexC)
vertices.insert(vertexD)
vertices.insert(vertexE)
vertices.insert(vertexF) let dijkstra = Dijkstra(vertices: vertices)
dijkstra.findShortestPaths(from: vertexA) for vertex in vertices {
let paths = vertex.pathVerticesFromStart.map({ $0.identifier })
print("(A=>" + vertex.identifier + "): " + paths.joined(separator: " -> "))
}

打印结果:

(A=>B): A -> B
(A=>A): A
(A=>F): A -> B -> E -> F
(A=>C): A -> B -> C
(A=>D): A -> D
(A=>E): A -> B -> E

主要代码来自于Dijkstra

Dijkstra算法(Swift版)的更多相关文章

  1. 朴素版和堆优化版dijkstra和朴素版prim算法比较

    1.dijkstra 时间复杂度:O(n^2) n次迭代,每次找到距离集合S最短的点 每次迭代要用找到的点t来更新其他点到S的最短距离. #include<iostream> #inclu ...

  2. Java用Dijkstra算法实现地图两点的最短路径查询(Android版)

    地图上实现最短路径的查询,据我了解的,一般用Dijkstra算法和A*算法来实现.由于这是一个课程项目,时间比较急,而且自己不熟悉A*算法,所以参考网上的Dijkstra算法(http://blog. ...

  3. 快速排序OC、Swift版源码

    前言: 你要问我学学算法在工作当中有什么用,说实话,当达不到那个地步的时候,可能我们不能直接的感觉到它的用处!你就抱着这样一个心态,当一些APP中涉及到算法的时候我不想给其他人画界面!公司的项目也是暂 ...

  4. 单源最短路径问题之dijkstra算法

    欢迎探讨,如有错误敬请指正 如需转载,请注明出处 http://www.cnblogs.com/nullzx/ 1. 算法的原理 以源点开始,以源点相连的顶点作为向外延伸的顶点,在所有这些向外延伸的顶 ...

  5. 经典算法研究系列:二、Dijkstra 算法初探

    July   二零一一年一月 本文主要参考:算法导论 第二版.维基百科. 一.Dijkstra 算法的介绍 Dijkstra 算法,又叫迪科斯彻算法(Dijkstra),算法解决的是有向图中单个源点到 ...

  6. 配对堆优化Dijkstra算法小记

    关于配对堆的一些小姿势: 1.配对堆是一颗多叉树. 2.包含优先队列的所有功能,可用于优化Dijkstra算法. 3.属于可并堆,因此对于集合合并维护最值的问题很实用. 4.速度快于一般的堆结构(左偏 ...

  7. 最短路径-Dijkstra算法与Floyd算法

    一.最短路径 ①在非网图中,最短路径是指两顶点之间经历的边数最少的路径. AE:1    ADE:2   ADCE:3   ABCE:3 ②在网图中,最短路径是指两顶点之间经历的边上权值之和最短的路径 ...

  8. 非负权值有向图上的单源最短路径算法之Dijkstra算法

    问题的提法是:给定一个没有负权值的有向图和其中一个点src作为源点(source),求从点src到其余个点的最短路径及路径长度.求解该问题的算法一般为Dijkstra算法. 假设图顶点个数为n,则针对 ...

  9. luogu P3371 & P4779 单源最短路径spfa & 最大堆优化Dijkstra算法

    P3371 [模板]单源最短路径(弱化版) 题目背景 本题测试数据为随机数据,在考试中可能会出现构造数据让SPFA不通过,如有需要请移步 P4779. 题目描述 如题,给出一个有向图,请输出从某一点出 ...

随机推荐

  1. 【转】 中兴OLT-C300常用命令

    中兴OLT C300show running-config (加载各种板卡)show gpon onu uncfg (查看OLT所有未配置的ONU)show gpon onu uncfg gpon-o ...

  2. Java视频扩展知识 线程池的了解

     Java视频扩展知识   线程池的了解 1.简单介绍: Jdk1.5之后加入了java.util.concurrent包,这个包中主要介绍java中线程以及线程池的使用.为我们在开发中处理线程的 ...

  3. c# 图片转二进制/字符串 二进制/字符串反转成图片

    protected void Button1_Click(object sender, EventArgs e) { //图片转二进制 byte[] imageByte = GetPictureDat ...

  4. 在C#中实现串口通信的方法

    通常,在C#中实现串口通信,我们有四种方法: 第一:通过MSCOMM控件这是最简单的,最方便的方法.可功能上很难做到控制自如,同时这个控件并不是系统本身所带,所以还得注册,不在本文讨论范围.可以访问h ...

  5. checkValidity-表达验证方法。

    调用该方法,可以显示对表单元素进行有效验证,返回值是boolean. 代码如下: <!DOCTYPE html> <html> <head> <meta ch ...

  6. UVa 1608,Non-boring sequences

    好诡异的一个题啊 紫书上关于从左边找还是从两边往中间找的讨论没有看懂,怎么一下就找到唯一的元素了(⊙_⊙?) 方法就是用的书上讲的方法,类似于uva 11572,不过这个题需要预处理存下两边的最近的相 ...

  7. PHP知识大全

    --------------------------------------------------------- PHP知识大全 ---------------------------------- ...

  8. java 入门之八大内置基本类型

    本文采用eclipse 工具演示,如果您对eclipse 工具不了解,请先学习下 eclipse 工具的使用,这个里面只是简单的介绍下输出和注释: 安装完成eclipse 以后,双击进入 后一次点击 ...

  9. linux安装redis-3.0.7

    一.Redis介绍 1.简介 Redis是当前比较热门的NOSQL系统之一,它是一个key-value存储系统.和Memcache类似,但很大程度补偿了Memcache的不足,它支持存储的value类 ...

  10. Failed to execute goal org.apache.maven.plugins:maven-compiler-plugin:3.1:compile (default-compile) 解决方案

    1.命令行用maven编译项目失败,提示 Failed to execute goal org.apache.maven.plugins:maven-compiler-plugin:3.1:compi ...