分支限界法求解单源最短路径
时间: 2023-11-01 21:30:05 浏览: 129
分支限界法是一种搜索算法,可以用来求解单源最短路径问题。该问题可以用Dijkstra算法或Bellman-Ford算法等经典算法求解,但是这些算法的时间复杂度较高,当节点数较多时会变得非常缓慢。分支限界法可以在更短的时间内求解单源最短路径问题。
具体实现时,可以将图中所有边按照权值从小到大排序,并依次加入到一个候选集合中。然后,在候选集合中选取一条边,如果它连接的两个节点都没有被访问过,那么就将其加入到搜索树中,并计算从起点到当前节点的距离。如果当前距离已经大于已知的最短路径长度,那么就放弃这条路径。否则,继续搜索,直到找到一条从起点到目标节点的最短路径。
分支限界法的优点是可以在搜索过程中剪枝,减少搜索空间,提高搜索效率。但是,它的缺点是需要排序所有边,时间复杂度较高。同时,在某些情况下可能会进入死循环,需要加以处理。
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优先队列式分支限界法是一种求解单源最短路径的算法。它是将待扩展节点状态按照估价函数从小到大排在一个优先队列中,每次取出估价函数最小的节点进行扩展并更新已求出的最短路径。算法维护两个集合:已被选中的节点集合和待选节点集合,初始时已被选中节点集合为空,待选节点集合包含起点。对于待选节点集合中的所有节点,计算它们到起点的实际距离和估计最短距离之和作为估价函数,将它们按照该估价函数值从小到大加入优先队列中。取出队首节点进行扩展,更新到达其邻居节点的最短距离,并将邻居节点加入待选节点集合。重复该过程,直到找到终点或者待选节点集合为空。
按优先队列式分支限界法求解单源最短路径
可以使用Dijkstra算法来求解单源最短路径。该算法使用优先队列来维护已经探索的节点集合,以及每个节点到起点的最短距离。开始时,将起点入队,并把起点到起点的最短距离设为0。每次从队列中取出距离起点最近的节点,并对其相邻的未探索节点进行更新操作。具体操作为:如果起点到相邻节点的距离小于已知的最短距离,就更新该节点的最短距离,并把该节点入队。直到队列为空或者已经找到目标节点,就可以停止算法。
注意,该算法只适用于无负权边的有向图或者无向图。如果边权为负,可以使用Bellman-Ford算法。如果需要求所有节点之间的最短距离,则可以使用Floyd-Warshall算法。
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