解释一下Dijkstra’s Shortest Path Algorithm并画出其图表的例子
时间: 2024-01-14 09:03:54 浏览: 145
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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