使用邻接表的方法构造带权图,并利用Dijkstra算法寻找从某个源点到其他所有顶点的最短路径,要求: (1)写出完整的带权图的实现程序,不能直接import pythonds中的Graph和Vertex模块; (2)允许使用pythonds中的PriorityQueue模块辅助实现Dijkstra算法; (3)测试代码

时间: 2024-03-15 22:44:18 浏览: 16
好的,我理解你的问题了。下面是一个完整的实现程序,包括带权图的构造和使用Dijkstra算法寻找最短路径的代码: ```python from pythonds3.priorityQueue import PriorityQueue class Vertex: def __init__(self, key): self.id = key self.connectedTo = {} self.distance = float('inf') self.visited = False self.previous = None def addNeighbor(self, nbr, weight=0): self.connectedTo[nbr] = weight def getConnections(self): return self.connectedTo.keys() def getId(self): return self.id def getWeight(self, nbr): return self.connectedTo[nbr] def setDistance(self, dist): self.distance = dist def getDistance(self): return self.distance def setVisited(self): self.visited = True def getVisited(self): return self.visited def setPrevious(self, prev): self.previous = prev def getPrevious(self): return self.previous class Graph: def __init__(self): self.vertices = {} self.numVertices = 0 def addVertex(self, key): self.numVertices += 1 newVertex = Vertex(key) self.vertices[key] = newVertex return newVertex def getVertex(self, key): if key in self.vertices: return self.vertices[key] else: return None def addEdge(self, fromVert, toVert, weight=0): if fromVert not in self.vertices: self.addVertex(fromVert) if toVert not in self.vertices: self.addVertex(toVert) self.vertices[fromVert].addNeighbor(self.vertices[toVert], weight) def getVertices(self): return self.vertices.keys() def __iter__(self): return iter(self.vertices.values()) def dijkstra(aGraph, start): pq = PriorityQueue() start.setDistance(0) pq.buildHeap([(v.getDistance(), v) for v in aGraph]) while not pq.isEmpty(): currentVert = pq.delMin() for nextVert in currentVert.getConnections(): newDist = currentVert.getDistance() \ + currentVert.getWeight(nextVert) if newDist < nextVert.getDistance(): nextVert.setDistance(newDist) nextVert.setPrevious(currentVert) pq.decreaseKey(nextVert, newDist) def shortest(v, path): if v.getPrevious(): path.append(v.getPrevious().getId()) shortest(v.getPrevious(), path) return g = Graph() g.addEdge('A', 'B', 2) g.addEdge('A', 'C', 3) g.addEdge('B', 'C', 1) g.addEdge('B', 'D', 1) g.addEdge('C', 'D', 4) g.addEdge('D', 'E', 3) start = g.getVertex('A') dijkstra(g, start) for v in g: path = [v.getId()] shortest(v, path) print('The shortest path for vertex', v.getId(), 'is', path[::-1], 'with a distance of', v.getDistance()) ``` 这个实现程序中,我们首先定义了Vertex类来表示每个顶点,并将每个顶点存储在一个字典中。在Vertex类中,我们存储了每个顶点的邻接点、权重、距离、是否访问过以及前一个顶点。然后,我们定义了Graph类来管理所有的顶点和边。在Graph类中,我们可以添加新的顶点和边,获取所有的顶点以及实现__iter__方法来迭代所有的顶点。最后,我们使用Dijkstra算法来寻找从某个源点到其他所有顶点的最短路径,并输出结果。 希望这个实现程序能够帮助到你!

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