解释一下Dijkstra’s Shortest Path Algorithm并画出其图表的例子

时间: 2024-01-14 17:03:54 浏览: 23
Dijkstra's Shortest Path Algorithm是一种用于解决带权图单源最短路径问题的贪心算法。下面通过一个简单的例子来解释Dijkstra's算法,并画出其图表。 假设我们有如下的带权图: ``` 2 3 (A)-----(B)-----(C) | | | |5 |4 |1 | | | (D)-----(E)-----(F) 7 6 ``` 其中,每个节点的名称用大写字母表示,括号中的数字表示节点之间的边权。 现在我们要从节点A出发,求到其它所有节点的最短距离。 Dijkstra's算法的流程如下: 1. 初始化,将起点A加入节点集合S中,并将起点到所有节点的距离初始化为正无穷。 ``` dist[A] = 0 dist[B] = inf dist[C] = inf dist[D] = inf dist[E] = inf dist[F] = inf S = {A} ``` 2. 按照距离起点的距离从小到大的顺序,依次将节点加入节点集合S中,并更新其它节点的距离。 在本例中,第一个被加入节点集合S中的节点是A,因此需要更新与A相邻的节点B和D的距离。通过从A到B和D的距离,发现从起点A到节点D的距离更短,因此更新dist[D]的值为7,并将节点D加入节点集合S中。 ``` dist[A] = 0 dist[B] = 2 dist[C] = inf dist[D] = 7 dist[E] = inf dist[F] = inf S = {A, D} ``` 接下来,选择距离起点最近的节点B,并更新与其相邻的节点E的距离。通过从A到B再到E的距离,发现从起点A到节点E的距离更短,因此更新dist[E]的值为9,并将节点E加入节点集合S中。 ``` dist[A] = 0 dist[B] = 2 dist[C] = inf dist[D] = 7 dist[E] = 9 dist[F] = inf S = {A, D, E} ``` 然后,选择距离起点最近的节点D,并更新与其相邻的节点B和E的距离。通过从A到D再到B和E的距离,发现不需要更新任何节点的距离。 ``` dist[A] = 0 dist[B] = 2 dist[C] = inf dist[D] = 7 dist[E] = 9 dist[F] = inf S = {A, D, E, B} ``` 接下来,选择距离起点最近的节点C,并更新与其相邻的节点B的距离。通过从A到B再到C的距离,发现从起点A到节点C的距离更短,因此更新dist[C]的值为5,并将节点C加入节点集合S中。 ``` dist[A] = 0 dist[B] = 2 dist[C] = 5 dist[D] = 7 dist[E] = 9 dist[F] = inf S = {A, D, E, B, C} ``` 然后,选择距离起点最近的节点F,并更新与其相邻的节点E的距离。通过从A到B再到C再到F的距离,发现从起点A到节点F的距离更短,因此更新dist[F]的值为11,并将节点F加入节点集合S中。 ``` dist[A] = 0 dist[B] = 2 dist[C] = 5 dist[D] = 7 dist[E] = 9 dist[F] = 11 S = {A, D, E, B, C, F} ``` 此时,所有节点都已经加入节点集合S中,算法结束。最终得到的起点A到其它节点的最短距离如下所示: ``` dist[A] = 0 dist[B] = 2 dist[C] = 5 dist[D] = 7 dist[E] = 9 dist[F] = 11 ``` 在图表中,用红色标记出了每次选择的节点。

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