python弗洛伊德算法

时间: 2023-08-15 20:14:12 浏览: 45
弗洛伊德算法(Floyd-Warshall algorithm)是一种用于求解所有点对最短路径的动态规划算法。它可以在有向图或无向图中找出任意两个顶点之间的最短路径。 算法的基本思想是,通过不断更新每对顶点之间的最短路径,从而逐步得到全局最短路径。具体步骤如下: 1. 初始化一个二维数组dist,dist[i][j]表示顶点i到顶点j的最短路径长度。 2. 将dist数组初始化为图中两个顶点之间的直接距离,如果两个顶点之间没有直接边,则距离设置为无穷大。 3. 对于每一对顶点i和j,遍历所有顶点k,如果通过顶点k可以使得路径更短,那么更新dist[i][j]的值为dist[i][k] + dist[k][j]。 4. 重复步骤3直到所有顶点对之间的最短路径长度都更新完毕。 通过这个算法,可以得到任意两个顶点之间的最短路径长度。需要注意的是,如果图中存在负权边或负权环,该算法可能无法正确计算出最短路径。 在Python中,可以使用二维列表来表示dist数组,并使用嵌套的循环来实现算法的步骤。以下是一个简单的Python实现示例: ```python def floyd_warshall(graph): n = len(graph) dist = [[float('inf')] * n for _ in range(n)] for i in range(n): for j in range(n): if i == j: dist[i][j] = 0 elif graph[i][j] != 0: dist[i][j] = graph[i][j] for k in range(n): for i in range(n): for j in range(n): dist[i][j] = min(dist[i][j], dist[i][k] + dist[k][j]) return dist ``` 其中,graph为输入的图,使用邻接矩阵来表示。dist为最终得到的每对顶点之间的最短路径长度。 希望以上信息对你有所帮助!如有任何疑问,请继续提问。

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下列c语言程序改成python,并详细注解。#include<iostream> #include"qx.h" using namespace std; //弗洛伊德算法 void graph::floyd(graph &t, const int n) { for(int i=1;i<=n;i++) for(int j=1;j<=n;j++) { t.a[i][j]=t.arcs[i][j]; if((i!=j)&&(a[i][j]<max)) t.path[i][j]=i; else t.path[i][j]=0; } for(int k=1;k<=n;k++) { for(int i=1;i<=n;i++) for(int j=1;j<=n;j++) if(t.a[i][k]+t.a[k][j]<t.a[i][j]) { t.a[i][j]=t.a[i][k]+t.a[k][j]; t.path[i][j]=t.path[k][j]; } } for(int i=1;i<=n;i++) for(int j=1;j<=n;j++) { if(i!=j) { cout<<i<<"到"<<j<<"的最短路径为"<<t.a[i][j]<<":"; int next=t.path[i][j]; cout<<j; while(next!=i) { cout<<"←"<<next; next=t.path[i][next]; } cout<<"←"<<i<<endl; } } } //计算最短距离之和 void graph::add(graph &t) { int sum[n+1]; for(int i=0;i<n+1;i++) sum[i]=0; for(int i=1;i<=n;i++) { for(int j=1;j<=n;j++) { if(i!=j) { sum[i]=sum[i]+t.a[i][j]; } } cout<<endl; cout<<i<<"到各顶点的最短路径总和为"<<sum[i]<<endl; } sum[0]=sum[1]; int address=1; for(int i=2;i<n+1;i++) if(sum[0]>sum[i]) { sum[0]=sum[i]; address=i; } cout<<"所以最短路径总和为"<<sum[0]<<" 学院超市的最佳选址为顶点"<<address<<endl; } //主函数 void main() { graph t;int i,j,w; for(i=1;i<=n;i++) for(j=1;j<=n;j++) if(i==j) t.arcs[i][j]=0; else t.arcs[i][j]=max; cout<<" 学校超市最佳选址*"<<endl<<endl<<endl; cout<<"请输入请输入存在路径的两个单位以及相通两个单位间的距离(用空格隔开)"; cout<<endl; for(int k=1;k<=e;k++) { cin>>i>>j>>w; t.arcs[i][j]=w; } t.floyd(t,n); t.add(t); system("pause"); }

class Graph: def init(self, n, e): self.n = n # 图中顶点个数 self.e = e # 图中边的条数 self.arcs = [[float('inf')] * (n + 1) for _ in range(n + 1)] # 初始化邻接矩阵,用inf表示两点不直接相连 self.a = [[float('inf')] * (n + 1) for _ in range(n + 1)] # 存储最短距离 self.path = [[0] * (n + 1) for _ in range(n + 1)] # 存储最短路径 # 弗洛伊德算法 def floyd(self): for i in range(1, self.n + 1): for j in range(1, self.n + 1): self.a[i][j] = self.arcs[i][j] if i != j and self.a[i][j] < float('inf'): self.path[i][j] = i else: self.path[i][j] = 0 for k in range(1, self.n + 1): for i in range(1, self.n + 1): for j in range(1, self.n + 1): if self.a[i][k] + self.a[k][j] < self.a[i][j]: self.a[i][j] = self.a[i][k] + self.a[k][j] self.path[i][j] = self.path[k][j] for i in range(1, self.n + 1): for j in range(1, self.n + 1): if i != j: print(f'{i}到{j}的最短路径为{self.a[i][j]}:', end='') next = self.path[i][j] print(j, end='') while next != i: print(f'←{next}', end='') next = self.path[i][next] print(f'←{i}') # 计算最短距离之和 def add(self): sum = [0] * (self.n + 1) for i in range(1, self.n + 1): for j in range(1, self.n + 1): if i != j: sum[i] += self.a[i][j] print(f'{i}到各顶点的最短路径总和为{sum[i]}') address = 1 for i in range(2, self.n + 1): if sum[0] > sum[i]: sum[0] = sum[i] address = i print(f'所以最短路径总和为{sum[0]},学院超市的最佳选址为顶点{address}') if name == 'main': n = int(input('请输入图中顶点个数:')) e = int(input('请输入图中边的条数:')) t = Graph(n, e) print('学校超市最佳选址*') print() print('请输入存在路径的两个单位以及相通两个单位间的距离(用空格隔开)') print() for k in range(1, e + 1): i, j, w = map(float, input().split()) t.arcs[i][j] = w t.floyd() t.add() input('按回车键退出')

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