在图中求从顶点 i 到顶点 j 的最短路径。要求图邻接表表示。求最短路径问题,利用图得广度优先搜索遍历算法实现,为实现图得广度优先搜索算法,需要用到队列。用C语言编写程序
时间: 2024-12-16 07:21:55 浏览: 18
在C语言中,我们可以使用广度优先搜索(BFS)算法来解决从顶点i到顶点j的最短路径问题,当图采用邻接表表示时。以下是基本步骤:
1. 初始化数据结构:
- 创建一个队列(可以使用`stdlib.h`中的`deque`或自定义数组实现)用于存储待访问的节点及其距离。
- 使用两个数组,一个标记已访问的节点(visited[]),另一个存储每个节点的最短距离(distance[])。
2. 设置起点和终点:
- 将起始顶点i的距离设为0,其他顶点距离设为无穷大(通常用很大的整数表示)。
- 首先将i入队,并将其标记为已访问。
3. 开始广度优先搜索:
- 当队列不为空时,循环执行以下操作:
a. 出队当前节点u,处理它所有的未访问邻居v:
- 如果从u到v的距离加上边(u, v)的权重小于v当前的距离,更新distance[v]并标记v为已访问。
- 将v入队。
4. 查找目标节点:
- 找到顶点j,如果其distance[j]不是无穷大,那么就找到了一条从i到j的最短路径;如果不是,说明无解或图中存在环。
5. 返回结果:
- 可以通过回溯找到从i到j的最短路径,即从j开始,沿着distance[]记录逆向移动直到i。
下面是简化的伪代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>
// 图的邻接表表示
typedef struct Node {
int adj[NUMBER_OF_NEIGHBORS];
int dist;
bool visited;
} Node;
// 假设已经有一个邻接表表示的图 graph 和它的大小 num_vertices
void bfs(int i, int j, Node graph[]) {
int distance[num_vertices] = {INFINITY};
bool visited[num_vertices] = {false};
// 初始化
distance[i] = 0;
queue_enqueue(&queue, i);
while (!queue_is_empty(queue)) {
int u = queue.dequeue();
if (visited[u]) continue;
for (int k = 0; k < graph[u].adj_size; k++) {
int v = graph[u].adj[k];
if (!visited[v] && distance[u] + 1 < distance[v]) {
distance[v] = distance[u] + 1;
queue.enqueue(v);
}
}
visited[u] = true;
}
// 检查是否到达j
if (distance[j] != INFINITY)
printf("Shortest path from %d to %d is %d.\n", i, j, distance[j]);
else
printf("No path from %d to %d exists.\n", i, j);
}
int main() {
// 具体图的邻接列表初始化...
bfs(i, j, graph);
return 0;
}
```
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