使用Dijkstra算法完成SSSP问题,输出各个节点到1号节点的最短距离,输出到终端中,写入到文件里,并使用OMP优化,输出计算所需要的时间
时间: 2024-03-27 09:38:32 浏览: 79
算法——Dijkstra’s algorithm求最短路径并打印出路径的各个节点
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好的,我可以为您解答这个问题。首先,Dijkstra算法是一种贪心算法,用于解决单源最短路径问题(SSSP),即给定一个带权有向图G和源节点s,找出从s到G中所有其他节点的最短路径。下面是使用Dijkstra算法实现SSSP问题的步骤:
1. 初始化:将除源节点s以外的所有节点的最短距离dist[i]赋值为无穷大,将源节点s的最短距离dist[s]赋值为0。
2. 遍历:重复执行下列操作,直到所有节点的最短路径都被确定:
a. 选择一个未确定最短路径的节点u,使得dist[u]最小。
b. 确定节点u的最短路径。
c. 对于节点u的每个邻居节点v,更新其最短距离dist[v],如果dist[u]+w(u,v)<dist[v],则更新dist[v]=dist[u]+w(u,v)。
3. 输出:输出各个节点到源节点s的最短距离dist[i]。
下面是使用C++和OpenMP优化实现Dijkstra算法解决SSSP问题的代码:
```c++
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <limits>
#include <chrono>
#include <omp.h>
using namespace std;
const int MAXN = 100000;
const int INF = numeric_limits<int>::max();
int n, m, s;
vector<pair<int, int>> adj[MAXN+1];
int dist[MAXN+1];
bool visited[MAXN+1];
void dijkstra() {
fill(dist, dist+n+1, INF);
fill(visited, visited+n+1, false);
dist[s] = 0;
priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int>>> pq;
pq.push(make_pair(0, s));
while (!pq.empty()) {
int u = pq.top().second;
pq.pop();
if (visited[u]) continue;
visited[u] = true;
#pragma omp parallel for
for (int i = 0; i < adj[u].size(); i++) {
int v = adj[u][i].first;
int w = adj[u][i].second;
if (dist[u] + w < dist[v]) {
dist[v] = dist[u] + w;
pq.push(make_pair(dist[v], v));
}
}
}
}
int main() {
ifstream fin("input.txt");
fin >> n >> m >> s;
for (int i = 0; i < m; i++) {
int u, v, w;
fin >> u >> v >> w;
adj[u].push_back(make_pair(v, w));
}
fin.close();
auto start = chrono::high_resolution_clock::now();
dijkstra();
auto end = chrono::high_resolution_clock::now();
auto duration = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end - start);
cout << "Time taken by function: " << duration.count() << " microseconds" << endl;
ofstream fout("output.txt");
for (int i = 1; i <= n; i++) {
fout << dist[i] << " ";
}
fout.close();
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们使用了一个优先队列pq来存储待处理的节点,每次选取最小的dist[u]来处理。在处理完u节点后,我们使用OpenMP的并行for循环遍历u的邻居节点v,更新其最短距离dist[v]。这样可以加速程序的执行。
最后,我们将结果输出到文件output.txt中,并计算程序的执行时间。
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