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数据结构之单源最短路径(迪杰斯特拉算法)-(九)

时间:2015-05-06 23:00:45      阅读:234      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:算法   单源最短路径 迪杰斯特拉算法   

    最开始接触最短路径是在数据结构中图的那个章节中。运用到实际中就是我在大三参加的一次美赛中,解决中国的水资源问题。所谓单源最短路径,就是一个起点到图中其他节点的最短路径,这是一个贪心算法。

  迪杰斯特拉算法原理(百科):

按路径长度递增次序产生算法:
把顶点集合V分成两组:
(1)S:已求出的顶点的集合(初始时只含有源点V0)
(2)V-S=T:尚未确定的顶点集合
将T中顶点按递增的次序加入到S中,保证:
(1)从源点V0到S中其他各顶点的长度都不大于从V0到T中任何顶点的最短路径长度
(2)每个顶点对应一个距离值
S中顶点:从V0到此顶点的长度
T中顶点:从V0到此顶点的只包括S中顶点作中间顶点的最短路径长度
依据:可以证明V0到T中顶点Vk的,或是从V0到Vk的直接路径的权值;或是从V0经S中顶点到Vk的路径权值之和
反证法可证)
求最短路径步骤
算法步骤如下:
G={V,E}
1. 初始时令 S={V0},T=V-S={其余顶点},T中顶点对应的距离值
若存在<V0,Vi>,d(V0,Vi)为<V0,Vi>弧上的权值
若不存在<V0,Vi>,d(V0,Vi)为∞
2. 从T中选取一个与S中顶点有关联边且权值最小的顶点W,加入到S中
3. 对其余T中顶点的距离值进行修改:若加进W作中间顶点,从V0到Vi的距离值缩短,则修改此距离值
重复上述步骤2、3,直到S中包含所有顶点,即W=Vi为止
java实现:
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数据变化:
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public class Graph
	{

		public static void main(String[] args)
			{
				// TODO Auto-generated method stub
				int [][]distance=new int[7][7];
				distance[0][1]=2;
				distance[0][3]=1;
				distance[1][3]=3;
				distance[1][4]=10;
				distance[2][0]=4;
				distance[2][5]=5;
				distance[3][2]=2;
				distance[3][4]=2;
				distance[3][5]=8;
				distance[3][6]=4;
				distance[4][6]=6;
				distance[6][5]=1;
				int []p=new int[distance.length];
				int []d=getMinDistance(0, distance,p);
				for(int i=1;i<d.length;i++)
					{
						System.out.println("the distance from 1 to "+(i+1)+":"+d[i]);
						int temp=i;
						System.out.print(temp+1+"<-");
						while(p[temp]!=0)
							{
								System.out.print(p[temp]+1+"<-");
								temp=p[temp];
							}
						System.out.println("1");
					}

			}
		/*
		 * 迪杰斯特拉求单元最短路径
		 * 原理:
		 */
		/**
		 * 谈心策略,起点到w的最短距离=min{dv+c(v,w),dw},dv是已知的到节点v的最短距离
		 * @param start  要求的节点
		 * @param distance 邻接矩阵 表示相邻顶点的距离
		 * @param p 前置节点,到达该节点的前面节点
		 * @return
		 */
		public static int[] getMinDistance(int start,int [][]distance,int []p)
		{
			int []know=new int[distance.length];//起点到节点的距离是否已知
			int []d=new int[distance.length];//起点到各个顶点的距离
			/***********初始化距离*******************/
			for(int i=0;i<d.length;i++)//初始情况下距离起点当然是无穷大
				d[i]=Integer.MAX_VALUE;
			d[start]=0;
			/*************************************/
			/****初始化know表示是否已知道最短距离********/
			for(int i=0;i<know.length;i++)
				know[i]=0;
			/*************************************/
			/****初始化最短节点的前置节点********/
			for(int i=0;i<p.length;i++)
				p[i]=0;
			/*************************************/
			while(true)
				{
					//所有的最短距离都已知道
					if(isAllKnow(know))
						break;
					//找到d中最小的并且know=0的元素
					int pos=0,i,min=Integer.MAX_VALUE;
					for(i=0;i<d.length;i++)
						{
							if(min>d[i]&&know[i]==0)
								{
									min=d[i];
									pos=i;
								}
								
						}
					know[pos]=1;
					/*************找到前置节点是pos的所有节点,更新距离***************/
					for(i=0;i<distance.length;i++)
						{
							if(distance[pos][i]!=0)
								{
									if(d[i]>d[pos]+distance[pos][i])
										{
										  d[i]=d[pos]+distance[pos][i];
										  p[i]=pos;
										}
								}
						}
				}
			return d;
		}
		private static boolean isAllKnow(int []array)
		{
			for(int e:array)
				{
					if(e==0)
						return false;
				}
			return true;
		}

	}
   运行截图:
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数据结构之单源最短路径(迪杰斯特拉算法)-(九)

标签:算法   单源最短路径 迪杰斯特拉算法   

原文地址:http://blog.csdn.net/yilip/article/details/45541491

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