floyd && dijkstra
阿新 • • 發佈:2021-03-23
floyd
問題
用Floyd演算法求解下圖各個頂點的最短距離。寫出Floyd演算法的虛擬碼和給出距離矩
陣(頂點之間的最短距離矩陣)
用Floyd演算法求解下圖各個頂點的最短距離。寫出Floyd演算法的虛擬碼和給出距離矩
陣(頂點之間的最短距離矩陣)
原理
floyd運用到了動態規劃的思想,求兩點之間最短的距離,分為經過k和不經過k的路徑,取兩者最短
虛擬碼:
for(int k=1;k<=n;k++){
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=1;j<=n;j++){
dp[ i][j]=min(dp[i][j],dp[i][k]+dp[k][j]);
}
}
}
矩陣:
0 2 5 4
2 0 3 4
5 3 0 1
4 4 1 0
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int N=105;
const int INF=0x3f3f3f3f;
int dp[N][N];
int n,m;
void init(){
for (int i=1;i<=n;i++){
for(int j=1;j<=n;j++){
if(j==i)dp[i][j]=0;
else dp[i][j]=INF;
}
}
}
void floyd(){
for(int k=1;k<=n;k++){
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=1;j<=n;j++){
dp[i][j]=min(dp[i][j],dp[i][k]+ dp[k][j]);
}
}
}
}
int main(){
while(cin>>n>>m&&n+m){
int u,v,w;
init();
for(int i=1;i<=m;i++){
scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
dp[u][v]=min(dp[u][v],w);
}
floyd();
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=1;j<=n;j++){
printf("%d%c",dp[i][j],j==n?'\n':' ');
}
}
printf("%d\n",dp[1][n]);
}
}
分析
floyd因為有很多計算是無效的所以演算法效率不高,複雜度為(
n
3
n^3
n3);
dijkstra
問題
對於下圖使用Dijkstra演算法求由頂點a到頂點h的最短路徑。
原理
選擇一個起始點,選擇與它相連的最小路徑。然後如果原點到i點的權值和加i點到j點的權值小於已知原點到j點的權值和,則將其更新,按照這個步驟往下去,直到所有點都被訪問過
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<queue>
#include<stack>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<cmath>
#include<map>
#include<string>
#include<set>
#define Case int t;scanf("%d",&t);while(t--)
#define pi acos(-1)
#define eps 1e-8
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N = 1e6 + 10;
const int M = 1e5 + 10;
const int inf = 0x3f3f3f3f;
const ll mod = 1e9+7;
struct edge{
int from,to,w;
edge(int a,int b,int c){from=a;to=b;w=c;}
};
vector<edge>e[M];
struct node{
int id,dist;
node(int u,int v){id=u,dist=v;}
bool operator<(const node &a)const{
return dist>a.dist;
}
};
int n,m;
int dis[M];
bool done[M];
void dijkstra(){
int s=1;
for(int i=1;i<=n;i++){
dis[i]=inf;
done[i]=0;
}
dis[s]=0;
priority_queue<node>q;
q.push(node(s,dis[s]));
while(!q.empty()){
node u=q.top();
q.pop();
if(done[u.id])continue;
done[u.id]=1;
for(int i=0;i<e[u.id].size();i++){
edge y=e[u.id][i];
if(done[y.to])continue;
if(dis[y.to]>y.w+u.dist){
dis[y.to]=y.w+u.dist;
q.push(node(y.to,dis[y.to]));
}
}
}
printf("%d\n",dis[n]);
}
void run() {
while(~scanf("%d%d",&n,&m)&&n&&m){
for(int i=1;i<=n;i++)e[i].clear();
for(int i=1;i<=m;i++){
int u,v,w;
scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
e[u].push_back(edge(u,v,w));
}
dijkstra();
}
}
int main() {
// Case
run();
return 0;
}
分析
Dijkstra演算法適用於計算正權圖(邊權為正)上的單源最短路,即從單個源點出發,到所有節點的最短路。該演算法同時適用於有向圖和無向圖。不適於環,複雜度為o(
n
2
n^2
n2).
程式碼維護
https://github.com/kitalekita/kitalekita/blob/main/dijkstra.cpp
https://github.com/kitalekita/kitalekita/blob/main/floyd.cpp