基于D算法求源点到每个终点的最短路径及路径长度,用堆栈的方法输出源点到每个终点的最短路径及长度并生成相应的c语言代码
时间: 2024-10-14 22:06:08 浏览: 26
基于Dijkstra算法(也称为迪杰斯特拉算法),我们可以找到图中从源点到各个顶点的最短路径及其长度。这是一种贪心算法,特别适合寻找单源最短路径问题。以下是使用堆栈数据结构以及C语言的基本实现步骤:
1. 初始化:对所有节点,除了源点,设置它们的距离为无穷大,标记为未访问,并将源点距离设为0。
2. 将源点加入优先队列(堆栈在这里不是最佳选择,通常我们会用优先队列如最小堆,但在这个简化的例子中,我们用堆栈模拟)。
3. 主循环:
- 取出堆栈顶的未访问节点,更新其相邻节点的距离(如果通过该节点到达更短),并将它们入堆栈。
4. 当堆栈为空或当前节点已访问过,说明已经处理了所有可能的最短路径。
5. 结果存储:记录每个终点的最短路径和长度。
由于堆栈不是一个高效的数据结构,对于大规模的图可能会非常慢,所以这里给出的是一个简化版本的示例代码,实际上在实际应用中会采用其他更适合的优先队列:
```c
#include <stdio.h>
#define MAX_VERTICES 100
// 模拟堆栈的结构体
typedef struct {
int vertex;
int distance;
} StackNode;
void dijkstra(int graph[MAX_VERTICES][MAX_VERTICES], int vertices, int source) {
int distances[MAX_VERTICES] = {INFINITY}; // 使用整数最大值作为无穷大
bool visited[MAX_VERTICES] = {false};
distances[source] = 0;
StackNode stack[vertices];
int top = 0;
for (int i = 0; i < vertices; i++) {
if (!visited[i]) {
stack[top++] = (StackNode){i, distances[i]};
}
}
while (top > 0) {
StackNode node = stack[--top];
int u = node.vertex;
visited[u] = true;
for (int v = 0; v < vertices; v++) {
if (graph[u][v] && !visited[v] && distances[u] != INFINITY &&
distances[u] + graph[u][v] < distances[v]) {
distances[v] = distances[u] + graph[u][v];
stack[top++] = (StackNode){v, distances[v]};
}
}
}
// 输出结果
printf("源点 %d 到每个终点的最短路径和长度:\n", source);
for (int i = 0; i < vertices; i++) {
if (distances[i] == INFINITY)
printf("%d -> %d, 距离无穷\n", source, i);
else
printf("%d -> %d, 距离: %d\n", source, i, distances[i]);
}
}
int main() {
int graph[MAX_VERTICES][MAX_VERTICES]; // 用二维数组表示图,填入边的权重
int vertices = sizeof(graph)/sizeof(graph[0]); // 获取节点数
int source = 0; // 源点索引
dijkstra(graph, vertices, source);
return 0;
}
```
注意,上述代码仅适用于小规模问题,实际应用中应使用优先队列优化。此外,没有包含输入图的具体实现,你需要提供一个边的权重矩阵来填充`graph`数组。
阅读全文