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 14:06:08 浏览: 8
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。

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