使用邻接表的方法构造带权图,并利用Dijkstra算法寻找从某个源点到其他所有顶点的最短路径,要求: (1)写出完整的带权图的实现程序,不能直接import pythonds中的Graph和Vertex模块; (2)允许使用pythonds中的PriorityQueue模块辅助实现Dijkstra算法; (3)测试代码

时间: 2024-03-16 16:41:00 浏览: 66
好的,我明白了。以下是实现该功能的Python代码: ```python class Vertex: def __init__(self, key): self.id = key self.connected_to = {} def add_neighbor(self, neighbor, weight=0): self.connected_to[neighbor] = weight def get_connections(self): return self.connected_to.keys() def get_id(self): return self.id def get_weight(self, neighbor): return self.connected_to[neighbor] class Graph: def __init__(self): self.vert_list = {} self.num_vertices = 0 def add_vertex(self, key): self.num_vertices += 1 new_vertex = Vertex(key) self.vert_list[key] = new_vertex return new_vertex def get_vertex(self, key): if key in self.vert_list: return self.vert_list[key] else: return None def __contains__(self, key): return key in self.vert_list def add_edge(self, f, t, weight=0): if f not in self.vert_list: self.add_vertex(f) if t not in self.vert_list: self.add_vertex(t) self.vert_list[f].add_neighbor(self.vert_list[t], weight) def get_vertices(self): return self.vert_list.keys() def dijkstra(aGraph, start): pq = PriorityQueue() start.set_distance(0) pq.build_heap([(v.get_distance(), v) for v in aGraph]) while not pq.is_empty(): current_vert = pq.del_min() for next_vert in current_vert.get_connections(): new_dist = current_vert.get_distance() + current_vert.get_weight(next_vert) if new_dist < next_vert.get_distance(): next_vert.set_distance(new_dist) next_vert.set_pred(current_vert) pq.decrease_key(next_vert, new_dist) # 测试代码 g = Graph() g.add_vertex('A') g.add_vertex('B') g.add_vertex('C') g.add_vertex('D') g.add_vertex('E') g.add_edge('A', 'B', 6) g.add_edge('A', 'D', 1) g.add_edge('B', 'D', 2) g.add_edge('B', 'E', 2) g.add_edge('B', 'C', 5) g.add_edge('C', 'E', 5) g.add_edge('D', 'E', 1) g.add_edge('E', 'C', 5) print('Graph data:') for v in g: for w in v.get_connections(): vid = v.get_id() wid = w.get_id() print(f'{vid} -> {wid}, weight {v.get_weight(w)}') dijkstra(g, g.get_vertex('A')) for v in g.get_vertices(): print(f'The shortest path from A to {v} is {g.get_vertex(v).get_distance()}') ``` 在上述代码中,我们首先定义了一个`Vertex`类来表示图中的顶点,其中包含了顶点的ID、连接到该顶点的其他顶点及其权重等信息;接着定义了`Graph`类来表示整个图,其中包含了顶点列表、顶点数量、添加顶点、添加边等基本操作;然后定义了`dijkstra`函数来实现Dijkstra算法,其中使用了`PriorityQueue`来辅助实现;最后,我们创建了一个测试用例来测试上述代码的正确性。 注意,在上述代码中,我们并没有直接import `pythonds`中的Graph和Vertex模块,而是手动实现了这些功能。
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