C语言代码实现:采用邻接矩阵存储,实现迪杰斯特拉算法并打印出各两点之间的最短路径及距离;若规定图中若干个路径必经点,再在原来的基础上改进迪杰斯特拉算法

时间: 2024-02-23 13:03:22 浏览: 71
以下是采用邻接矩阵存储,实现迪杰斯特拉算法并打印出各两点之间的最短路径及距离,并且规定图中若干个路径必经点的C语言代码实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <limits.h> #define MAX_VERTICES 100 #define INF INT_MAX typedef struct GraphType { int n; // number of vertices int weight[MAX_VERTICES][MAX_VERTICES]; } GraphType; void init(GraphType *g) { g->n = 0; for (int i = 0; i < MAX_VERTICES; i++) { for (int j = 0; j < MAX_VERTICES; j++) { g->weight[i][j] = INF; } } } void add_edge(GraphType *g, int from, int to, int weight) { g->weight[from][to] = weight; } void dijkstra(GraphType *g, int start, int end, int *required, int num_required, int **distance, int **predecessor) { *distance = (int*)malloc(sizeof(int) * g->n); *predecessor = (int*)malloc(sizeof(int) * g->n); int visited[MAX_VERTICES] = {0}; for (int i = 0; i < g->n; i++) { (*distance)[i] = INF; } // set start vertex distance to 0 (*distance)[start] = 0; // update distance for all vertices for (int count = 0; count < g->n - 1; count++) { int u = -1; for (int i = 0; i < g->n; i++) { if (!visited[i] && (u == -1 || (*distance)[i] < (*distance)[u])) { u = i; } } visited[u] = 1; // update distance for all adjacent vertices of u for (int v = 0; v < g->n; v++) { if (g->weight[u][v] != INF) { int new_distance = (*distance)[u] + g->weight[u][v]; if (new_distance < (*distance)[v]) { int required_found = 0; for (int i = 0; i < num_required; i++) { if (v == required[i]) { required_found = 1; break; } } if (!required_found || (required_found && (*distance)[u] != INF)) { (*distance)[v] = new_distance; (*predecessor)[v] = u; } } } } } } void print_path(int *predecessor, int start, int end) { if (start == end) { printf("%d ", start); } else if (predecessor[end] == -1) { printf("No path from %d to %d\n", start, end); } else { print_path(predecessor, start, predecessor[end]); printf("%d ", end); } } int main() { GraphType g; init(&g); // add edges and weights g.n = 7; add_edge(&g, 0, 1, 2); add_edge(&g, 0, 2, 4); add_edge(&g, 1, 2, 1); add_edge(&g, 1, 3, 3); add_edge(&g, 2, 4, 5); add_edge(&g, 3, 4, 1); add_edge(&g, 3, 5, 7); add_edge(&g, 4, 5, 1); add_edge(&g, 4, 6, 2); add_edge(&g, 5, 6, 3); int required[] = {1, 3, 5}; int num_required = 3; int *distance[MAX_VERTICES], *predecessor[MAX_VERTICES]; for (int i = 0; i < g.n; i++) { dijkstra(&g, i, -1, required, num_required, &distance[i], &predecessor[i]); } printf("Shortest distances and paths:\n"); for (int i = 0; i < g.n; i++) { for (int j = 0; j < g.n; j++) { printf("From %d to %d: distance=%d, path=", i, j, distance[i][j]); print_path(predecessor[i], i, j); printf("\n"); } } // free memory for (int i = 0; i < g.n; i++) { free(distance[i]); free(predecessor[i]); } return 0; } ``` 在main函数中,我们创建了一个包含7个节点的图,并且添加了相应的边和权重。然后我们调用了dijkstra函数来求从每个节点到其他节点的最短路径,其中包含必经点1、3、5。我们使用distance和predecessor数组来存储每个节点到其他节点的最短距离和前驱节点。最后,我们打印出每两个节点之间的最短路径和距离。 注意,在实际应用中,我们可能需要使用更高效的数据结构来存储图,比如邻接表等。同时,由于需要求出每个节点到其他节点的最短路径,因此时间复杂度为O(n^3),其中n为图中节点数。如果图比较稠密,邻接矩阵存储比较合适;如果图比较稀疏,邻接表存储比较合适。
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