Dijkstra算法是如何工作的?

时间: 2024-06-21 19:03:30 浏览: 8
Dijkstra算法是一种用于解决单源最短路径问题的贪心算法,由荷兰计算机科学家Edsger W. Dijkstra于1956年提出。该算法在有向或无向、加权或非加权图中查找从给定起点到所有其他顶点的最短路径。下面是算法的主要步骤: 1. 初始化:标记起点(通常为V0)的距离为0,其余所有顶点的距离设为无穷大(或一个较大的值),并将它们标记为“未访问”。 2. 选择最小距离顶点:在所有未访问的顶点中,选取当前距离最小的那个顶点。 3. 更新邻接节点:对于选定顶点的每一个邻接节点,如果通过这个顶点作为中转点到达它的距离比已知的距离更小,则更新该邻接节点的距离。 4. 标记为已访问:将当前顶点标记为已访问。 5. 重复步骤2-4,直到所有顶点都被访问过,或者目标顶点被找到。 6. 当目标顶点被访问时,算法停止。没有更多顶点可选,因为目标顶点已经是所有可达顶点中最短路径的一个。
相关问题

什么是Dijkstra算法?

Dijkstra算法是一种用于在带权图中寻找单源最短路径的算法,也被称为“单元最短路径算法”。该算法的核心思想是从起点开始,依次以贪心的方式选取当前距离起点最近的顶点,并更新与该顶点相邻的顶点的距离。具体实现时,可以使用优先队列来维护每个顶点到起点的距离,每次从队列中选取距离最小的顶点进行扩展。Dijkstra算法能够处理有向图和无向图,但不能处理存在负权边的图。

Dijkstra算法的原理是什么?

Dijkstra算法是一种用于解决带权图中单源最短路径问题的贪心算法。它的基本思想是从起点开始,逐步扩展到其他节点,直到到达终点为止。在扩展的过程中,每次选择当前距离起点最近的一个节点,并更新与该节点相邻的节点的距离。具体来说,Dijkstra算法维护一个距离数组,记录每个节点到起点的距离,初始时起点的距离为0,其他节点的距离为无穷大。然后,从距离起点最近的节点开始,依次更新与该节点相邻的节点的距离,直到到达终点或者所有节点都被遍历完为止。 Dijkstra算法的时间复杂度为O(ElogV),其中E为边数,V为节点数。它可以用于解决带权图中单源最短路径问题,但是不能处理负权边。

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讲解 Dijkstra 算法的基本思想,另外还有算法实现. 当然了,这个算法当路径点上万的时候效率上会降低。 我有另外的改进实现, 上万个点也是在200毫秒内完成。但是不知道怎么添加, 我只能在这里贴关键代码了 : static std::list<Node*> vecNodes; static std::list<Edge*> vecEdges; bool CDijkstras::DijkstrasFindPath(Node* psrcNode, Node* pdstNode, std::list<Node*>& vec, double& fromSrcDist) { if (psrcNode == 0 || pdstNode == 0) return false; if (psrcNode == pdstNode) { vec.push_back(pdstNode); return false; } std::list<Node*>::const_iterator it; for (it=vecNodes.begin(); it!=vecNodes.end(); it++) { (*it)->bAdded = false; (*it)->previous = 0; (*it)->distanceFromStart = MAXDOUBLE; (*it)->smallest = 0; } bool bFindDst = DijkstrasRouteInitialize(psrcNode, pdstNode); fromSrcDist = pdstNode->distanceFromStart; Node* previous = pdstNode; while (previous) { vec.push_back(previous); previous = previous->previous; } m_pDstNode = pdstNode; return bFindDst; } bool CDijkstras::DijkstrasRouteInitialize(Node* psrcNode, Node* pdstNode) { bool bFindDst = false; psrcNode->distanceFromStart = 0; Node* smallest = psrcNode; smallest->bAdded = true; std::list<Node*>::const_iterator it, ait; std::list<Node*> AdjAdjNodes ; for (it=psrcNode->connectNodes.begin(); it!=psrcNode->connectNodes.end(); it++) { if ((*it)->bAdded) continue; (*it)->smallest = psrcNode; (*it)->bAdded = true; AdjAdjNodes.push_back(*it); } while (1) { std::list<Node*> tempAdjAdjNodes; for (it=AdjAdjNodes.begin(); it!=AdjAdjNodes.end(); it++) { Node* curNode = *it; for (ait=curNode->connectNodes.begin(); ait!=curNode->connectNodes.end(); ait++) { Node* pns = *ait; double distance = Distance(pns, curNode) + pns->distanceFromStart; if (distance < curNode->distanceFromStart) { curNode->distanceFromStart = distance; curNode->previous = pns; } if (pns->bAdded == false) { tempAdjAdjNodes.push_back(pns); pns->bAdded = true; } } if (curNode == pdstNode) { bFindDst = true; } } if (bFindDst) break; if (tempAdjAdjNodes.size() == 0) break; AdjAdjNodes.clear(); AdjAdjNodes = tempAdjAdjNodes; } return bFindDst; } // Return distance between two connected nodes float CDijkstras::Distance(Node* node1, Node* node2) { std::list<Edge*>::const_iterator it; for (it=node1->connectEdges.begin(); it!=node1->connectEdges.end(); it++) { if ( (*it)->node1 == node2 || (*it)->node2 == node2 ) return (*it)->distance; } #ifdef _DEBUG __asm {int 3}; #endif return (float)ULONG_MAX; } /****************************************************************************/ /****************************************************************************/ /****************************************************************************/ //得到区域的Key// __int64 CDijkstras::GetRegionKey( float x, float z ) { long xRegion = (long)(x / m_regionWidth); long zRegion = (long)(z / m_regionHeight); __int64 key = xRegion; key <<= 32; key |= ( zRegion & 0x00000000FFFFFFFF ); return key; } //得到区域的Key// __int64 CDijkstras::GetRegionKey( long tx, long tz ) { long xRegion = tx ; long zRegion = tz ; __int64 key = xRegion; key <<= 32; key |= ( zRegion & 0x00000000FFFFFFFF ); return key; } //取得一个区域内的所有的路径点, 返回添加的路径点的个数// unsigned long CDijkstras::GetRegionWaypoint (__int64 rkey, std::vector<Node*>& vec) { unsigned long i = 0; SAME_RANGE_NODE rangeNode = mmapWaypoint.equal_range(rkey); for (CRWPIT it=rangeNode.first; it!=rangeNode.second; it++) { i++; Node* pn = it->second; vec.push_back(pn); } return i; } inline bool cmdDistanceNode (Node* pNode1, Node* pNode2) { return pNode1->cmpFromStart < pNode2->cmpFromStart; }; //添加一个路径点// Node* CDijkstras::AddNode (unsigned long id, float x, float y, float z) { Node* pNode = new Node(id, x, y, z); __int64 rkey = GetRegionKey(x, z); mmapWaypoint.insert(make_pair(rkey, pNode)); mapID2Node[id] = pNode; return pNode; } //添加一条边// Edge* CDijkstras::AddEdge (Node* node1, Node* node2, float fCost) { Edge* e = new Edge (node1, node2, fCost); return e; } //通过路径点ID得到路径点的指针// Node* CDijkstras::GetNodeByID (unsigned long nid) { std::map<unsigned long, Node*>::const_iterator it; it = mapID2Node.find(nid); if (it!=mapID2Node.end()) return it->second; return NULL; }

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