Dijkstra的算法原理

时间: 2023-11-06 19:47:23 浏览: 41
Dijkstra算法是一种用于寻找带权图中单源最短路径的贪心算法。它的基本思路是从起点开始,不断扩展距离起点最近的未访问节点,直到到达终点为止。Dijkstra算法的具体实现步骤如下: 1. 初始化距离数组dist,将起点的距离设为0,其余节点的距离设为无穷大。 2. 初始化访问标记数组visited,将起点的visited值设为true,其余节点的visited值设为false。 3. 对于起点相邻的所有节点,更新其距离dist值,如果该节点未被访问,则将其visited值设为true。 4. 从未访问节点中选择距离起点最近的节点,将其visited值设为true,并更新其相邻节点的dist值。 5. 重复执行步骤4,直到终点被访问为止,或者所有未访问节点的dist值均为无穷大。 6. 最终得到起点到终点的最短路径。 Dijkstra算法的时间复杂度为O(n^2),其中n是节点数。如果使用优先队列来实现,可以将时间复杂度优化到O(mlogn),其中m是边数。
相关问题

Dijkstra算法原理

Dijkstra算法是一种用于单源最短路径问题的贪心算法,用于求解一个带权有向图中从一个源点到所有其他点的最短路径。 算法的基本思想是从源点开始,依次贪心地选择当前最短路径下的一个顶点,并确定该顶点的最短路径,直到覆盖所有顶点为止。具体实现时,可以用一个数组dist[]来记录源点到每个顶点的最短路径长度,用一个数组visited[]来标记每个顶点是否已被访问,每次从未访问的顶点中选择dist[]值最小的顶点进行扩展,更新dist[]数组,并标记该顶点为已访问。 Dijkstra算法的时间复杂度为O(V^2),其中V表示顶点数。在稠密图中,即边数与顶点数的乘积接近于V^2时,Dijkstra算法的效率比较高。在稀疏图中,即边数远小于V^2时,可以用优先队列等数据结构来实现,将时间复杂度优化为O(ElogV),其中E表示边数。

dijkstra算法原理

Dijkstra算法是一种用于解决单源最短路径问题的经典算法。它以图中的一个节点作为源点,计算该节点到其他所有节点的最短路径。 算法的基本思想是通过不断地选择距离源点最近的节点,逐步确定源点到其他节点的最短路径。具体步骤如下: 1. 创建一个距离数组dist,用于存储源点到各个节点的最短距离。初始时,将源点到自身的距离设为0,其他节点的距离设为无穷大(或者一个较大的数)。 2. 创建一个集合visited,用于记录已经确定最短路径的节点。 3. 从未确定最短路径的节点中选择距离源点最近的节点u,将其加入visited集合中。 4. 对于节点u的所有邻居节点v,如果通过u可以获得更短的距离(即dist[u] + weight(u, v) < dist[v]),则更新节点v的最短距离为dist[u] + weight(u, v)。 5. 重复步骤3和步骤4,直到所有节点都被加入visited集合。 6. 最终,dist数组中存储的就是源点到其他节点的最短路径长度。 Dijkstra算法使用了贪心策略,每次选择距离源点最近的节点进行处理,确保每个节点的最短路径都已经确定。这样得到的最短路径是准确的,但是算法的时间复杂度较高,对于大规模的图可能会变得不太适用。

相关推荐

application/x-rar
讲解 Dijkstra 算法的基本思想,另外还有算法实现. 当然了,这个算法当路径点上万的时候效率上会降低。 我有另外的改进实现, 上万个点也是在200毫秒内完成。但是不知道怎么添加, 我只能在这里贴关键代码了 : static std::list<Node*> vecNodes; static std::list<Edge*> vecEdges; bool CDijkstras::DijkstrasFindPath(Node* psrcNode, Node* pdstNode, std::list<Node*>& vec, double& fromSrcDist) { if (psrcNode == 0 || pdstNode == 0) return false; if (psrcNode == pdstNode) { vec.push_back(pdstNode); return false; } std::list<Node*>::const_iterator it; for (it=vecNodes.begin(); it!=vecNodes.end(); it++) { (*it)->bAdded = false; (*it)->previous = 0; (*it)->distanceFromStart = MAXDOUBLE; (*it)->smallest = 0; } bool bFindDst = DijkstrasRouteInitialize(psrcNode, pdstNode); fromSrcDist = pdstNode->distanceFromStart; Node* previous = pdstNode; while (previous) { vec.push_back(previous); previous = previous->previous; } m_pDstNode = pdstNode; return bFindDst; } bool CDijkstras::DijkstrasRouteInitialize(Node* psrcNode, Node* pdstNode) { bool bFindDst = false; psrcNode->distanceFromStart = 0; Node* smallest = psrcNode; smallest->bAdded = true; std::list<Node*>::const_iterator it, ait; std::list<Node*> AdjAdjNodes ; for (it=psrcNode->connectNodes.begin(); it!=psrcNode->connectNodes.end(); it++) { if ((*it)->bAdded) continue; (*it)->smallest = psrcNode; (*it)->bAdded = true; AdjAdjNodes.push_back(*it); } while (1) { std::list<Node*> tempAdjAdjNodes; for (it=AdjAdjNodes.begin(); it!=AdjAdjNodes.end(); it++) { Node* curNode = *it; for (ait=curNode->connectNodes.begin(); ait!=curNode->connectNodes.end(); ait++) { Node* pns = *ait; double distance = Distance(pns, curNode) + pns->distanceFromStart; if (distance < curNode->distanceFromStart) { curNode->distanceFromStart = distance; curNode->previous = pns; } if (pns->bAdded == false) { tempAdjAdjNodes.push_back(pns); pns->bAdded = true; } } if (curNode == pdstNode) { bFindDst = true; } } if (bFindDst) break; if (tempAdjAdjNodes.size() == 0) break; AdjAdjNodes.clear(); AdjAdjNodes = tempAdjAdjNodes; } return bFindDst; } // Return distance between two connected nodes float CDijkstras::Distance(Node* node1, Node* node2) { std::list<Edge*>::const_iterator it; for (it=node1->connectEdges.begin(); it!=node1->connectEdges.end(); it++) { if ( (*it)->node1 == node2 || (*it)->node2 == node2 ) return (*it)->distance; } #ifdef _DEBUG __asm {int 3}; #endif return (float)ULONG_MAX; } /****************************************************************************/ /****************************************************************************/ /****************************************************************************/ //得到区域的Key// __int64 CDijkstras::GetRegionKey( float x, float z ) { long xRegion = (long)(x / m_regionWidth); long zRegion = (long)(z / m_regionHeight); __int64 key = xRegion; key <<= 32; key |= ( zRegion & 0x00000000FFFFFFFF ); return key; } //得到区域的Key// __int64 CDijkstras::GetRegionKey( long tx, long tz ) { long xRegion = tx ; long zRegion = tz ; __int64 key = xRegion; key <<= 32; key |= ( zRegion & 0x00000000FFFFFFFF ); return key; } //取得一个区域内的所有的路径点, 返回添加的路径点的个数// unsigned long CDijkstras::GetRegionWaypoint (__int64 rkey, std::vector<Node*>& vec) { unsigned long i = 0; SAME_RANGE_NODE rangeNode = mmapWaypoint.equal_range(rkey); for (CRWPIT it=rangeNode.first; it!=rangeNode.second; it++) { i++; Node* pn = it->second; vec.push_back(pn); } return i; } inline bool cmdDistanceNode (Node* pNode1, Node* pNode2) { return pNode1->cmpFromStart < pNode2->cmpFromStart; }; //添加一个路径点// Node* CDijkstras::AddNode (unsigned long id, float x, float y, float z) { Node* pNode = new Node(id, x, y, z); __int64 rkey = GetRegionKey(x, z); mmapWaypoint.insert(make_pair(rkey, pNode)); mapID2Node[id] = pNode; return pNode; } //添加一条边// Edge* CDijkstras::AddEdge (Node* node1, Node* node2, float fCost) { Edge* e = new Edge (node1, node2, fCost); return e; } //通过路径点ID得到路径点的指针// Node* CDijkstras::GetNodeByID (unsigned long nid) { std::map<unsigned long, Node*>::const_iterator it; it = mapID2Node.find(nid); if (it!=mapID2Node.end()) return it->second; return NULL; }

最新推荐

recommend-type

Dijkstra算法应用举例

首先,让我们来了解一下Dijkstra算法的基本原理。Dijkstra算法是一种贪心算法,用于寻找从起点到其他顶点的最短路径。该算法的基本思想是,starting from the starting point, and gradually expanding the shortest...
recommend-type

Dijkstra算法最短路径的C++实现与输出路径

* Dijkstra算法的定义和原理 * Dijkstra算法的实现步骤 * 使用邻接矩阵和vis数组来存储图的边权值和标记已经访问的节点 * 输出从源点到其他节点的最短路径长度 * Dijkstra算法的时间复杂度和空间复杂度 相关概念: ...
recommend-type

基于Dijkstra算法的最短路径实现与应用

我们先阐述Dijkstra算法的原理,在算法设计中,分别用邻接矩阵和邻接表存储带权有向图,并编写C++语言实现Dijkstra算法最短路径,用户只需输入要处理的有向图中包含段的个数和弧头与弧尾的顶点以及该弧上所附带的...
recommend-type

C++求所有顶点之间的最短路径(用Dijkstra算法)

1. Dijkstra算法的定义和原理: Dijkstra算法是一种常用的最短路径算法,用于计算图中从一个顶点到所有其他顶点的最短路径。该算法的主要思想是,通过维护一个优先队列,逐步扩展图中的顶点,直到所有顶点都被访问...
recommend-type

基于stm32+FreeRTOS+ESP8266的实时天气系统

【作品名称】:基于stm32+FreeRTOS+ESP8266的实时天气系统 【适用人群】:适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。 【项目介绍】:项目简介 基于stm32F407+FreeRTOS+ESP8266的实时气象站系统,通过物联网技术实时读取天气情况,温度以及自带了一个计时功能。 所需设备 stm32F407,淘晶驰串口屏,ESP8266; 串口屏连接串口3,ESP8266连接串口2,串口1用于打印状态。 实现过程 通过对ESP8266发送AT指令,从服务器读取天气的json数据,然后通过cJSON解码数据,最后FreeRTOS对任务进行管理(FreeRTOS和cJSON有冲突,需要将cJSON申请内存空间的函数替换成FreeRTOS申请内存的函数,每次解码后,一定要释放内存,否则解码会卡死,而且需要把Heap_size设置稍微大一点,推荐设置为4096)
recommend-type

基于嵌入式ARMLinux的播放器的设计与实现 word格式.doc

本文主要探讨了基于嵌入式ARM-Linux的播放器的设计与实现。在当前PC时代,随着嵌入式技术的快速发展,对高效、便携的多媒体设备的需求日益增长。作者首先深入剖析了ARM体系结构,特别是针对ARM9微处理器的特性,探讨了如何构建适用于嵌入式系统的嵌入式Linux操作系统。这个过程包括设置交叉编译环境,优化引导装载程序,成功移植了嵌入式Linux内核,并创建了适合S3C2410开发板的根文件系统。 在考虑到嵌入式系统硬件资源有限的特点,通常的PC机图形用户界面(GUI)无法直接应用。因此,作者选择了轻量级的Minigui作为研究对象,对其实体架构进行了研究,并将其移植到S3C2410开发板上,实现了嵌入式图形用户界面,使得系统具有简洁而易用的操作界面,提升了用户体验。 文章的核心部分是将通用媒体播放器Mplayer移植到S3C2410开发板上。针对嵌入式环境中的音频输出问题,作者针对性地解决了Mplayer播放音频时可能出现的不稳定性,实现了音乐和视频的无缝播放,打造了一个完整的嵌入式多媒体播放解决方案。 论文最后部分对整个项目进行了总结,强调了在嵌入式ARM-Linux平台上设计播放器所取得的成果,同时也指出了一些待改进和完善的方面,如系统性能优化、兼容性提升以及可能的扩展功能等。关键词包括嵌入式ARM-Linux、S3C2410芯片、Mplayer多媒体播放器、图形用户界面(GUI)以及Minigui等,这些都反映出本文研究的重点和领域。 通过这篇论文,读者不仅能了解到嵌入式系统与Linux平台结合的具体实践,还能学到如何在资源受限的环境中设计和优化多媒体播放器,为嵌入式技术在多媒体应用领域的进一步发展提供了有价值的经验和参考。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

Python字符串为空判断的动手实践:通过示例掌握技巧

![Python字符串为空判断的动手实践:通过示例掌握技巧](https://img-blog.csdnimg.cn/72f88d4fc1164d6c8b9c29d8ab5ed75c.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBASGFyYm9yIExhdQ==,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16) # 1. Python字符串为空判断的基础理论 字符串为空判断是Python编程中一项基本且重要的任务。它涉及检查字符串是否为空(不包含任何字符),这在
recommend-type

box-sizing: border-box;作用是?

`box-sizing: border-box;` 是 CSS 中的一个样式属性,它改变了元素的盒模型行为。默认情况下,浏览器会计算元素内容区域(content)、内边距(padding)和边框(border)的总尺寸,也就是所谓的"标准盒模型"。而当设置为 `box-sizing: border-box;` 后,元素的总宽度和高度会包括内容、内边距和边框的总空间,这样就使得开发者更容易控制元素的实际布局大小。 具体来说,这意味着: 1. 内容区域的宽度和高度不会因为添加内边距或边框而自动扩展。 2. 边框和内边距会从元素的总尺寸中减去,而不是从内容区域开始计算。
recommend-type

经典:大学答辩通过_基于ARM微处理器的嵌入式指纹识别系统设计.pdf

本文主要探讨的是"经典:大学答辩通过_基于ARM微处理器的嵌入式指纹识别系统设计.pdf",该研究专注于嵌入式指纹识别技术在实际应用中的设计和实现。嵌入式指纹识别系统因其独特的优势——无需外部设备支持,便能独立完成指纹识别任务,正逐渐成为现代安全领域的重要组成部分。 在技术背景部分,文章指出指纹的独特性(图案、断点和交叉点的独一无二性)使其在生物特征认证中具有很高的可靠性。指纹识别技术发展迅速,不仅应用于小型设备如手机或门禁系统,也扩展到大型数据库系统,如连接个人电脑的桌面应用。然而,桌面应用受限于必须连接到计算机的条件,嵌入式系统的出现则提供了更为灵活和便捷的解决方案。 为了实现嵌入式指纹识别,研究者首先构建了一个专门的开发平台。硬件方面,详细讨论了电源电路、复位电路以及JTAG调试接口电路的设计和实现,这些都是确保系统稳定运行的基础。在软件层面,重点研究了如何在ARM芯片上移植嵌入式操作系统uC/OS-II,这是一种实时操作系统,能够有效地处理指纹识别系统的实时任务。此外,还涉及到了嵌入式TCP/IP协议栈的开发,这是实现系统间通信的关键,使得系统能够将采集的指纹数据传输到远程服务器进行比对。 关键词包括:指纹识别、嵌入式系统、实时操作系统uC/OS-II、TCP/IP协议栈。这些关键词表明了论文的核心内容和研究焦点,即围绕着如何在嵌入式环境中高效、准确地实现指纹识别功能,以及与外部网络的无缝连接。 这篇论文不仅深入解析了嵌入式指纹识别系统的硬件架构和软件策略,而且还展示了如何通过结合嵌入式技术和先进操作系统来提升系统的性能和安全性,为未来嵌入式指纹识别技术的实际应用提供了有价值的研究成果。