單源最短路徑分支限界法之java實現
public class Short {
public static void main(String args[]){
int n = 5;
int[] prev = new int[n+1];
int[] dist = {0,0,5000,5000,5000,5000};
int[][] c = {{0,0,0,0,0,0},{0,0,2,3,5000,5000},
{0,5000,0,1,2,5000},{0,5000,5000,0,9,2},
{0,5000,5000,5000,0,2},{0,5000,5000,5000,5000,0}};
/*
int n = 4;
int[] dist = {0,0,5000,5000,5000};
int[][] c = {{0,0,0,0,0},{0,0,2,3,5000},{0,5000,0,1,2},{0,5000,5000,0,9},{0,5000,5000,5000,0}};
*/
Graph g = new Graph(n,prev,c,dist);
g.shortestPath(1);
System.out.println(dist[n]);
}
}
class MinHeapNode{
int i; //頂點編號
int length; //當前路長
}
//迴圈佇列
class CirQueue{
int size = 5000; //定義佇列長度為1000
int front,rear;
MinHeapNode data[] = new MinHeapNode[size];
public CirQueue(){
front = rear = 0;
}
//元素入隊操作
void queryIn(MinHeapNode e){
if((rear +1)%size == front){
System.out.println("佇列已滿");
}else{
rear = (rear+1)%size; //隊尾指標在迴圈意義下加1
data[rear] = e; //在隊尾插入元素
}
}
//元素出隊操作
MinHeapNode queryOut(){
if(rear == front){
System.out.println("佇列已空");
return null;
}else{
front = (front+1)%size; //佇列在迴圈意義下加1
return data[front];
}
}
//讀取隊頭元素,但不出隊
MinHeapNode getQuery(){
if(rear == front){
System.out.println("佇列已空");
return null;
}else{
return data[(front+1)%size];
}
}
//判斷佇列是否為空
boolean empty(){
return front == rear;
}
}
//圖的表示
class Graph{
static int inf = 5000; //兩點距離上界
int n; //圖的頂點個數
int prev[]; //圖的前驅頂點
int c[][]; //圖的鄰接矩陣
int dist[]; //最短距離陣列
public Graph(int n,int[] prev,int[][] c,int[] dist){
this.n = n;
this.prev = prev;
this.c = c;
this.dist = dist;
}
/**
* 單源最短路徑問題的優先佇列式分支限界法
*/
public void shortestPath(int v){
//建立佇列
CirQueue qq = new CirQueue();
//定義源為初始擴充套件結點
MinHeapNode e = new MinHeapNode();
e.i = v;
e.length = 0;
dist[v] = 0;
qq.queryIn(e);
//搜尋問題的解空間
while(true){
for(int j = 1;j<=n;j++){
if(j>n){
break;
}
MinHeapNode m = qq.getQuery();
if((c[m.i][j]<inf)&&(m.length + c[m.i][j] < dist[j])){
//頂點i到頂點j可達,且滿足控制約束
dist[j] = m.length + c[m.i][j];
prev[j] = m.i;
//加入活結點優先佇列
MinHeapNode mi = new MinHeapNode();
mi.i = j;
mi.length = dist[j];
qq.queryIn(mi); //元素入隊
}
}//for迴圈結束
qq.queryOut(); //當該結點的孩子結點全部入隊後,刪除該結點
if(qq.empty()){ //當佇列為空時,演算法結束
break;
}
}//while迴圈結束
}
}
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