若边的权可以为负数,Dijkstra 算法能否正确求出最短路?若可以,请给出证明;若不能,请举出一个反例并 分析说明。
时间: 2024-02-25 22:51:59 浏览: 119
dijkstra求最短路问题算法
若边的权可以为负数,Dijkstra 算法不能正确求出最短路。这是因为 Dijkstra 算法是基于贪心策略的,每次选取当前距离起点最短的顶点,并更新其相邻顶点的距离。但是,如果边的权值为负数,那么在更新相邻顶点的距离时,可能会将距离起点更远的顶点更新为更短的距离,从而导致最短路计算错误。
举个例子,考虑如下图所示的有向图,其中边的权值可以为负数。假设起点为 A,终点为 D。
```
-1 2
A -----> B -----> C
\ | /
\ | /
-2\ 3| /-1
\ | /
\/ \/
D
```
使用 Dijkstra 算法计算最短路时,首先将起点 A 加入到已确定最短路的集合中,然后更新相邻顶点的距离,得到 B 的距离为 -1,D 的距离为 -2。接着,将距离起点最短的顶点 B 加入到已确定最短路的集合中,并更新其相邻顶点的距离。此时,C 的距离为 1,D 的距离为 -3。然后,将距离起点最短的顶点 D 加入到已确定最短路的集合中,并更新其相邻顶点的距离。此时,C 的距离为 -1。最后,将距离起点最短的顶点 C 加入到已确定最短路的集合中,并更新其相邻顶点的距离。此时,得到的最短路为 A->D->C,长度为 -1,但实际上最短路应为 A->B->C,长度为 1。
因此,当边的权值为负数时,Dijkstra 算法不能正确求出最短路。需要使用其他算法,例如 Bellman-Ford 算法或 Floyd-Warshall 算法。
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