用C++解决最短路径问题

时间: 2024-01-04 22:04:10 浏览: 27
最短路径问题可以通过使用Dijkstra算法或者Bellman-Ford算法来解决。以下是使用C++实现这两种算法的示例代码: 1. 使用Dijkstra算法: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <queue> #include <climits> using namespace std; const int INF = INT_MAX; // 无穷大 // 点类 class Point { public: int id; // 点的编号 int distance; // 从起点到该点的距离 bool visited; // 是否访问过 bool operator<(const Point &p) const { return distance > p.distance; // 比较点的距离,用于优先队列中的排序 } }; // 边类 class Edge { public: int from; // 起点编号 int to; // 终点编号 int weight; // 权重 }; // 图类 class Graph { public: int V; // 顶点数 vector<vector<Edge>> adj; // 邻接表 Graph(int V) { this->V = V; adj.resize(V); } void addEdge(int from, int to, int weight) { Edge edge = {from, to, weight}; adj[from].push_back(edge); } vector<int> shortestPath(int start) { vector<int> distances(V, INF); priority_queue<Point> pq; Point s = {start, 0, false}; pq.push(s); while (!pq.empty()) { Point p = pq.top(); pq.pop(); if (p.visited) continue; p.visited = true; distances[p.id] = p.distance; for (auto edge : adj[p.id]) { if (!p.visited) { Point next = {edge.to, p.distance + edge.weight, false}; pq.push(next); } } } return distances; } }; int main() { Graph g(5); g.addEdge(0, 1, 10); g.addEdge(0, 4, 5); g.addEdge(1, 2, 1); g.addEdge(1, 4, 2); g.addEdge(2, 3, 4); g.addEdge(3, 2, 6); g.addEdge(3, 0, 7); g.addEdge(4, 1, 3); g.addEdge(4, 2, 9); g.addEdge(4, 3, 2); vector<int> distances = g.shortestPath(0); for (int i = 0; i < distances.size(); i++) { cout << "Shortest distance from 0 to " << i << " is " << distances[i] << endl; } return 0; } ``` 2. 使用Bellman-Ford算法: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <climits> using namespace std; const int INF = INT_MAX; // 无穷大 // 边类 class Edge { public: int from; // 起点编号 int to; // 终点编号 int weight; // 权重 }; // 图类 class Graph { public: int V; // 顶点数 vector<Edge> edges; // 边集合 Graph(int V) { this->V = V; } void addEdge(int from, int to, int weight) { Edge edge = {from, to, weight}; edges.push_back(edge); } vector<int> shortestPath(int start) { vector<int> distances(V, INF); distances[start] = 0; for (int i = 0; i < V - 1; i++) { for (auto edge : edges) { if (distances[edge.from] != INF && distances[edge.to] > distances[edge.from] + edge.weight) { distances[edge.to] = distances[edge.from] + edge.weight; } } } return distances; } }; int main() { Graph g(5); g.addEdge(0, 1, 10); g.addEdge(0, 4, 5); g.addEdge(1, 2, 1); g.addEdge(1, 4, 2); g.addEdge(2, 3, 4); g.addEdge(3, 2, 6); g.addEdge(3, 0, 7); g.addEdge(4, 1, 3); g.addEdge(4, 2, 9); g.addEdge(4, 3, 2); vector<int> distances = g.shortestPath(0); for (int i = 0; i < distances.size(); i++) { cout << "Shortest distance from 0 to " << i << " is " << distances[i] << endl; } return 0; } ``` 这两种算法在解决最短路径问题时的时间复杂度都是O(E*logV),其中E是边数,V是顶点数。在实际应用中,Dijkstra算法适用于边权值为非负数的图,而Bellman-Ford算法适用于边权值可以是负数的图。

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