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C语言实现迪杰斯特拉算法(最短路由)

时间:2020-05-12 17:19:47      阅读:91      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:表示   struct   nbsp   记录   body   取出   集合   create   创建   

最近翻看之前写的一些东西,看到了这个。

首先我们先来分析一下

技术图片

其基本思想是,设置顶点集合S并不断地作贪心选择来扩充这个集合。一个顶点属于集合S当且仅当从源到该顶点的最短路径长度已知。初始时,S中仅含有源。设u是G的某一个顶点,把从源到u且中间只经过S中顶点的路称为从源到u的特殊路径,并用数组dist记录当前每个顶点所对应的最短特殊路径长度。Dijkstra算法每次从V-S中取出具有最短特殊路长度的顶点u,将u添加到S中,同时对数组dist作必要的修改。一旦S包含了所有V中顶点,dist就记录了从源到所有其它顶点之间的最短路径长度。

迭代

S

    u

D[2]

D[3]

D[4]

D[5]

D[6]

初始

{1}

NULL

6

3

1

{1,3}

3

5

3

6

7

2

{1,3,2}

2

5

3

6

7

3

{1,3,2,4}

4

5

3

6

7

9

4

{1,3,2,45}

5

5

3

6

7

9

5

{1,3,2,45,6}

6

5

3

6

7

9

由表格的最后一行可以得知1点到达个点的最近距离。

 

首先来个简单的,不使用结构体,直接定义。

 

#include<stdio.h>
#define maxnum  100
#define maxint  65535
int dist[maxnum];                         //最短路径
int prev[maxnum];                         //当前节点前一个节点
int arc[maxnum][maxnum];
void Dijkstra(int n, int t, int v, int* dist, int* prev, int arc[maxnum][maxnum])
{
    bool s[maxnum];
    for (int i = 1; i <= n; ++i)          //将有权值的边prev=前一个点 无权值的边prev=0
    {
        dist[i] = arc[v][i];
        s[i] = 0;
        if (dist[i] == maxint)
            prev[i] = 0;
        else
            prev[i] = v;
    }
    dist[v] = 0;
    s[v] = 1;                             //v是起点放在s[]中
    
    for(int i=1;i<=n;++i)
    {
        
            
        int u = v;
        int tmp = maxint;                      //找出距离v点最近的点 放入到s中
        for(int j=1;j<=n;++j)  
        { 
            if (!s[j] && dist[j] < tmp)    
            {
                u = j;
                tmp = dist[j];
                
            }
        }
               s[u] = 1;                     //将最近的点放在s中
        for (int j = 1; j <= n; ++j)
        {
            if (!s[j] && arc[u][j] < maxint)
            {
                int newdist = dist[u] + arc[u][j];
                if (newdist < dist[j])
                {
                    dist[j] = newdist;
                    prev[j] = u;
                }
            }
        }
    }
}
void searchPath(int* prev, int v, int u)
{
    int que[maxnum];
    int tot = 1;
    que[tot] = u;
    tot++;
    int tmp = prev[u];
    while (tmp != v)
    {
        que[tot] = tmp;
        tot++;
        tmp = prev[tmp];
    }
    que[tot] = v;
    for (int i = tot; i >= 1; --i)
    {
        if (i != 1)
            printf("%d->", que[i]);
        else
            printf("%d\n", que[i]);
    }
}
int main() {
    int n ,link;                            //n为点数,link为边数;
    scanf_s("%d\n%d\n", &n,&link);
    
    int p, q, len;                        //p、q表示有边的两个点,len表示边的权值;
    for (int i = 1; i <= n; ++i)
        for (int j = 1; j <= n; ++j)
            arc[i][j] = maxint;
    for (int i = 1; i <= link; ++i) 
    {
        scanf_s("%d %d %d", &p, &q, &len);
        if (len < arc[p][q])
        { 
            arc[p][q] = len;
            arc[q][p]=len;                 //有这个为无向图
         }
    }for (int i = 1; i <= n; ++i)
    {
        for (int j = 1; j <= n; ++j)
            printf("%d ", arc[i][j]);
        printf("\n");
    }
    printf("请输入起点和终点:\n");
    int a, b;
    scanf_s("%d %d", &a, &b);
    getchar();
    printf("%d到%d的最短距离为:", a, b);
    Dijkstra(n,b, a, dist, prev, arc);
    printf("%d\n", dist[b]);
    printf("%d到%d的最短路径为:",a,b);
    searchPath(prev, a, b);
    return 0;
}

上边的比较简单粗暴。

学了这么长时间的C语言怎么能没有一点长进。

基础的一些定义及结构体

#define maxnum 100           //存放最大点数
#define int_max 65535        //存放正无穷
int dist[maxnum];            //最短距离
int prev[maxnum];            //前驱节点
typedef struct{
    char vexs[maxnum];       //存放节点
    int vexsum;              //存放节点数
    int edgsum;              //存放边数
    int arc[maxnum][maxnum]; //邻接矩阵
}graph;
void Dijkstra(graph *G,int v0);  //最短距离算法
void searchPath(int v0,int i);   //最短路径算法
void creategraph(graph *G);

创建图方法void creategraph(graph* G)

{
    printf("%p\n", &dist);
    printf("%p\n", &G->arc);
    char v1, v2;
    int len;
    int x, y;
    x = y = 0;
    printf("请输入有向图的节点数及边数:");
    scanf_s("%d %d", &G->vexsum, &G->edgsum);
    getchar();
    printf("请输入节点的值:");
    //fflush(stdin);
    for (int i = 1; i <= G->vexsum; ++i) { 
        scanf_s("%c", &G->vexs[i],sizeof(G->vexs[i]));
        getchar();
    }
    for(int i=1;i<=G->vexsum;++i)               //初始化邻接矩阵
        for (int j = 1; j <= G->vexsum; ++j) {
            G->arc[i][j]=int_max;
        }
    for (int i = 1; i <= G->edgsum; ++i) {
        //fflush(stdin);
        printf("请输入边的顶点及权值:");
        scanf_s("%c %c %d", &v1,1, &v2,1, &len);
        getchar();
        for (int j = 1; j <= G->vexsum; ++j) {  //用字符查找对应的位置
            if (v1 == G->vexs[j])
                x = j;
        }
        for (int n = 1; n <= G->vexsum; ++n) {
            if (v2 == G->vexs[n])
                y = n;
        }
        G->arc[x][y] = len;
} }

最短距离算法

void Dijkstra(graph* G, int v0) {
    int s[maxnum];
    for (int i = 1; i <= G->vexsum; ++i)
    {
        dist[i] = G->arc[v0][i];
        s[i] = 0;
        if (dist[i] == int_max)
            prev[i] = 0;
        else
            prev[i] = v0;
    }
    s[v0] = 1;
    dist[v0] = 0;
    for (int i = 1; i <= G->vexsum; ++i) {
        int u = v0;
        int temp = int_max;
        for (int j = 1; j <= G->vexsum; ++j) {
            if (dist[j] < temp && !s[j]){
                u = j;
                temp = dist[j];
            }
        }
        s[u] = 1;
        for (int j = 1; j <= G->vexsum; ++j)
        {
            if (!s[j] && G->arc[u][j] < int_max) {
                int newdist = dist[u] +G->arc[u][j];
                if (newdist < dist[j]) {
                    dist[j] = newdist;
                    prev[j] = u;
                }
            }
        }
    }
}

最短路径算法

void searchPath(int v0, int i) {
    int que[maxnum];
    int tot = 1;
    que[tot] = i;
    tot++;
    int temp = prev[i];
    while (temp != v0) {
        que[tot] = temp;
        tot++;
        temp = prev[temp];
    }
    que[tot] = v0;
    for (int i = tot; i >= 1; --i) {
        if (i != 1)
            printf("%d->", que[i]);
        else
            printf("%d\n", que[i]);
    }
 }

主函数

int main() {
    graph G;
    char dot;
    int v0=0;
    creategraph(&G);
    printf("请输入起始点:");
    scanf_s("%c", &dot,1);
    getchar();
    for (int j = 1; j<=G.vexsum; ++j) {
        if (dot == G.vexs[j])
            v0 = j;
    }
    Dijkstra(&G, v0);
    for (int i = 1; i <= G.vexsum; ++i) {
        
        if (dist[i] < int_max) {

        
            printf("%c到%c的最短距离为:%d\n",dot,G.vexs[i],dist[i]);
            printf("%c到%c的最短路径为:", dot, G.vexs[i]);
            searchPath(v0,i);
        } 
    }
}

 

C语言实现迪杰斯特拉算法(最短路由)

标签:表示   struct   nbsp   记录   body   取出   集合   create   创建   

原文地址:https://www.cnblogs.com/zhangxufei/p/12870100.html

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