單源最短路徑-迪傑斯拉特演算法
思路:
在網路中,從某個頂點Vx出發到達另外一個頂點Vi,往往有多條路徑,其中,邊的權值之和最小的路徑稱為最短路徑,並稱Vx為這條最短路徑的源點,Vi為終點。
顯然,邊最少的路徑不一定是最短路徑。
求網路中從指定源點到其餘各頂點的最短路徑的問題,通常稱為單源最短路徑問題。
迪傑斯拉特方法:
當n個頂點的有向網路和源點都給定以後,如何求得該源點到其餘各頂點的最短路徑?
迪傑斯拉特提出了一個解決此問題的簡單方法,即按最短路徑長度由小到大的次序,逐步求得每一條最短路徑。
迪傑斯拉特演算法中三個輔助陣列的作用:
1、d[i]記錄從源點Vx到頂點Vi的“當前最短的”路徑長度值
2、path[i]記錄從源點Vx到頂點Vi的"當前最短的"路徑上倒數第二個頂點的序號
3、s[i]=true表示從源點Vx到頂點Vi的最短路徑已最終確定;s[i]=false表示源點Vx到頂點Vi的最短路徑尚未最終確定。
演算法key process:
初始化,確定第i條最短路徑的終點,修正源點到其餘各頂點的最短路徑。直到全部確定完畢為止
程式碼:
//迪傑斯特拉演算法 template <class T> void ExtMGraph<T>::Dijkstra(int v,T* d,int* path) { int i,k,w; if (v<0||v>n-1) { cout<< “OutOfBounds”; return; } bool *s=new bool[n]; for (i=0;i<n;i++){ s[i]=false; d[i]=a[v][i]; if (i!=v && d[i]<INFTY) path[i]=v; else path[i]=-1; } s[v]=true; //d[v]=0; for (i=1;i<n;i++){ //確定第i條最短路徑的終點序號k k=Choose(d,s); s[k]=true; //修正源點到其餘各頂點的最短路徑 for (w=0; w<n; w++) if (!s[w] && d[k]+a[k][w]< d[w]){ d[w]=d[k]+a[k][w]; path[w]=k; } } } template <class T> int ExtMGraph<T>::Choose(int* d, bool* s) { int i,minpos; T min; min=INFTY; minpos=-1; for (i=1;i<n;i++) if (d[i]<min &&!s[i]){ min=d[i]; minpos=i; } return minpos; }
演算法分析:
-上述演算法的執行時間為O(n^2);
-如果只希望求從源點到某一特定頂點之間的最短路徑,也需要與求單源最短路徑相同的時間複雜度O(n^2)
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