给定一个正权有向图,图中包含n个顶点,编号为0至n-1。以顶点0作为源点,请编写程序求顶点0到各顶点的最短路径。若顶点0到某顶点存在多条最短路径,则输出经过顶点最少的那条路径,例如图1(a)中0到4的经过顶点最少的最短路径为0 - 3 - 4。若存在多条最短路径且其经过顶点个数相等,则输出字典序最小者。例如图1(b)中0到5的满足条件的最短路径为0 - 2 - 5。
时间: 2023-05-31 20:18:50 浏览: 209
### 回答1:
题目要求给定一个有向图,图中包含n个顶点,编号从0到n-1。将0作为源点,请编写程序求顶点0到各顶点的最短路径。若顶点0到某顶点存在多条最短路径,则输出经过顶点个数相等的情况中最小的那条路径。例如图1(a)中,顶点0到顶点4的最短路径为0-3-4,若存在多条最短路径,则选择经过3的那条路径。又如图1(b)中,顶点0到顶点5的最短路径为0-2-5,若存在多条满足条件的路径,则选择经过2的那条路径。
### 回答2:
这道题目可以使用Dijkstra算法来解决,Dijkstra算法是一种单源最短路径算法,可以求出给定源点到其他所有顶点的最短路径。
算法的基本思想是:
1. 将源点到其他所有顶点的最短路径初始值设为无穷大
2. 将源点的最短路径设为0
3. 从未确定最短路径的顶点中选择最小的那一个,更新其相邻点的最短路径值
4. 重复上一步,直到所有顶点的最短路径均已确定
具体实现时,可以用一个优先队列来存储未确定最短路径的顶点,每次从队列中选择最小值进行更新,并将更新后的顶点放入队列中。
在求最短路径的过程中,还需要额外记录每个顶点的前驱节点,用于输出路径。
另外,在输出最短路径时,需要根据题目要求进行判断和排序。具体来说,先输出最短路径上经过的顶点最少的路径,如果存在多条最短路径,再根据字典序排序。
总体而言,Dijkstra算法是一种比较经典的求解单源最短路径问题的算法,关键是理解其基本思想和实现方式,并注意具体问题的要求和处理方式。
### 回答3:
该问题可以使用Dijkstra算法来求解。首先需要构造一个邻接矩阵graph和一个距离矩阵dist,其中graph[i][j]表示从顶点i到顶点j的边权值,若不存在边则为inf,dist[i]表示从源点0到顶点i的路径长度。
算法步骤如下:
1. 初始化dist数组,将源点0的距离设为0,其他点的距离设为inf。
2. 创建一个空的集合used,记录已经找到最短路径的顶点。
3. 将源点0加入used集合,并更新源点0相邻顶点的距离dist。
4. 从dist数组中选出未加入used集合的距离最小的顶点v,将顶点v加入used集合,并更新其相邻顶点的距离dist。
5. 重复执行第4步,直到所有顶点都加入used集合。
6. 从dist数组中得到每个顶点的最短路径长度,并根据dist数组和graph矩阵构造出最短路径。
具体来说,步骤3和4的实现可以使用堆优化的Dijkstra算法,这样可以将时间复杂度优化到O(NlogN),其中N为顶点数。而最短路径的构造,则可以使用DFS来搜索所有从源点0到其他顶点的路径,并根据dist数组和graph矩阵来筛选出最短路径。
需要注意的是,由于题目要求若存在多条最短路径则输出经过顶点最少的那条路径,因此在更新距离时应该同时更新前驱顶点pre,用于记录最短路径。当距离相同时,比较经过顶点个数以及字典序来确定最短路径。
总之,Dijkstra算法是求解最短路径问题的常用算法之一,其时间复杂度相对较小,且易于实现。在本题中,结合堆优化和DFS搜索,可以有效地解决该问题。
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