使用c语言 对于有向带权图G(v,e),定义其每个顶点V的权重为其他顶点到该顶点V的最短路径的最大值,若v的权重是所有顶点中最小者,称v为G的中心,设计一个算法,求G的中心,给出注释,并分析时间复杂度
时间: 2024-11-03 20:21:12 浏览: 111
在C语言中,我们可以使用Dijkstra算法来找到有向带权图G(v,e)中的中心顶点。Dijkstra算法通常用于寻找两点之间的最短路径,但我们稍作修改,可以用来计算每个顶点到其余所有顶点的最短距离,然后取其中的最小值作为顶点的权重。
以下是基本的算法步骤:
```c
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
typedef struct {
int dist; // 存储从起点到当前节点的距离
int prev; // 存储上一跳节点
} Node;
// 函数声明
void dijkstra(int n, int graph[][n], Node nodes[], bool *visited);
int find_min(Node nodes[], int size);
// 主函数
int main() {
int n, i, center;
printf("请输入图的顶点数:");
scanf("%d", &n);
int graph[n][n]; // 初始化邻接矩阵
Node nodes[n]; // 容器存储节点信息
bool visited[n]; // 标记是否已访问
// 输入边的权重并初始化节点信息
for (i = 0; i < n; ++i) {
nodes[i].dist = INT_MAX;
nodes[i].prev = -1;
visited[i] = false;
}
// 调用Dijkstra算法
dijkstra(n, graph, nodes, visited);
// 找出中心顶点
center = find_min(nodes, n);
printf("图的中心顶点是:%d\n", center);
return 0;
}
// Dijkstra算法
void dijkstra(int n, int graph[][n], Node nodes[], bool *visited) {
int u, min_dist, min_index;
for (u = 0; u < n; ++u) { // 从任意未访问的节点开始
if (!visited[u]) {
min_dist = INT_MAX;
for (int v = 0; v < n; ++v) { // 比较与所有节点的距离
if (!visited[v] && graph[u][v] != 0 && graph[u][v] < min_dist) {
min_dist = graph[u][v];
min_index = v;
}
}
nodes[min_index].dist = min_dist; // 更新节点距离
nodes[min_index].prev = u; // 上一跳节点
visited[min_index] = true; // 标记已经访问
}
}
}
// 寻找最小权重的节点
int find_min(Node nodes[], int size) {
int min_weight = INT_MAX, min_index;
for (int i = 0; i < size; ++i) {
if (nodes[i].dist < min_weight)
min_weight = nodes[i].dist, min_index = i;
}
return min_index;
}
```
**时间复杂度分析:**
Dijkstra算法的时间复杂度主要取决于遍历图的次数,对于每一步迭代,我们都会访问一次未标记的节点。由于图的顶点数是n,所以总时间复杂度大约是O(n^2),因为对于每个顶点都要查找最近的未访问节点。`find_min`操作的时间复杂度是线性的,为O(n)。因此整个算法的总时间复杂度接近于O(n^2)。如果引入优先队列等数据结构优化,实际运行时间会更好一些。
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