使用邻接矩阵来存储带权有向图G,并编程实现迪杰斯特拉算法。
时间: 2024-02-15 13:06:17 浏览: 110
好的,我来回答您的问题。
首先,邻接矩阵是一种表示图的数据结构,对于一个有 $n$ 个顶点的带权有向图 $G$,邻接矩阵 $M$ 是一个 $n \times n$ 的矩阵,其中 $M_{i,j}$ 表示从顶点 $i$ 到顶点 $j$ 的边的权值,如果不存在这样的边,则 $M_{i,j}$ 为无穷大。如果顶点 $i$ 和顶点 $j$ 之间没有边,则 $M_{i,j}$ 为 $0$。
接下来是迪杰斯特拉算法,它是一种单源最短路径算法,用于计算从一个源点到其他所有顶点的最短路径。算法的基本思想是,维护一个集合 $S$,其中包含已经找到最短路径的顶点,以及一个距离数组 $dist$,其中 $dist[i]$ 表示从源点到顶点 $i$ 的最短距离。初始时,将源点加入集合 $S$ 中,将 $dist$ 数组中除源点之外的所有元素设为无穷大。然后,从 $S$ 中找到一个离源点最近的顶点 $u$,将顶点 $u$ 加入 $S$ 中,并且更新所有与 $u$ 相邻的顶点的距离,如果新距离比原来的距离更小,则更新 $dist$ 数组。重复这个过程直到所有顶点都加入 $S$ 中。
下面是使用邻接矩阵来实现迪杰斯特拉算法的伪代码:
```python
def dijkstra(graph, src):
n = len(graph)
visited = [False] * n
dist = [float('inf')] * n
dist[src] = 0
for _ in range(n):
# 找到距离源点最近的顶点
u = -1
for i in range(n):
if not visited[i] and (u == -1 or dist[i] < dist[u]):
u = i
visited[u] = True
# 更新与 u 相邻的顶点的距离
for v in range(n):
if graph[u][v] != 0 and not visited[v]:
new_dist = dist[u] + graph[u][v]
if new_dist < dist[v]:
dist[v] = new_dist
return dist
```
其中,`graph` 是邻接矩阵,`src` 是源点的编号。算法的时间复杂度为 $O(n^2)$,可以通过使用堆来优化到 $O(n \log n)$。
希望这个回答对您有帮助!
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