利用DIJKSTRA算法求出下图中顶点A到其他各顶点间的最短路径。 【问题】尝试用你自己的思路(答题形式不限),写出执行算法过程中各步骤的状态
时间: 2023-09-08 21:05:32 浏览: 43
### 回答1:
假设图中每条边的权值表示两个顶点之间的距离。
1. 初始化
首先,我们需要初始化图中各个顶点的状态。我们创建一个距离数组dist,用于存储从起点A到各个顶点的最短距离。初始时,将起点A的距离设为0,其他顶点的距离设为无穷大(表示无法到达)。
dist = {0, ∞, ∞, ∞, ∞, ∞}
2. 选择下一个顶点
接下来,从未确定最短路径的顶点中,选择距离起点最近的顶点作为下一个顶点。在这个例子中,起点A是唯一的未确定最短路径的顶点,因此选择A作为下一个顶点。
3. 更新相邻顶点的距离
接着,我们需要更新与选定的顶点相邻的顶点的距离。对于每个相邻的顶点,我们计算从起点A出发,经过当前选定的顶点,到达该相邻顶点的距离。如果计算出的距离小于该相邻顶点当前存储的最短距离,就更新该相邻顶点的距离。
在这个例子中,A的相邻顶点有B、C和D。我们需要计算A到B、C、D的距离。由于A到B的距离为2,小于B当前存储的距离3,因此更新B的距离为2。同理,A到C的距离为4,小于C当前存储的距离5,因此更新C的距离为4。A到D的距离为1,小于D当前存储的距离2,因此更新D的距离为1。
更新后的距离数组如下:
dist = {0, 2, 4, 1, ∞, ∞}
4. 重复执行步骤2和步骤3
现在,我们需要从未确定最短路径的顶点中,选择距离起点最近的顶点作为下一个顶点。在这个例子中,选定顶点D作为下一个顶点。
接着,我们需要更新与选定的顶点相邻的顶点的距离。对于每个相邻的顶点,我们计算从起点A出发,经过当前选定的顶点D,到达该相邻顶点的距离。如果计算出的距离小于该相邻顶点当前存储的最短距离,就更新该相邻顶点的距离。
在这个例子中,D的相邻顶点有B和E。我们需要计算A到B、E的距离。由于A到B的距离为2,小于B当前存储的距离2,因此不需要更新B的距离。A到E的距离为3,小于E当前存储的距离∞,因此更新E的距离为3。
更新后的距离数组如下:
dist = {0, 2, 4, 1, ∞, 3}
现在,我们需要重复执行步骤2和步骤3,直到所有顶点的最短路径都被确定。
5. 完成
最终的距离数组为:
dist = {0, 2, 4, 1, 5, 3}
其中,dist[i]表示从起点A到顶点i的最短距离。
### 回答2:
在使用DIJKSTRA算法求解最短路径的过程中,我们可以按照以下步骤进行:
1. 初始化:将所有顶点的距离值设置为无穷大,起始顶点A的距离值为0。
状态:
A:0
B:∞
C:∞
D:∞
E:∞
2. 选择当前最短路径顶点:从所有未被遍历的顶点中选择离起始顶点A距离最短的顶点,假设为顶点B。
状态:
A:0
B:(B到A的距离)
C:∞
D:∞
E:∞
3. 更新距离值:对于与顶点B相邻的顶点,如果经过顶点B到达这些相邻顶点的路径长度小于当前距离值,则更新其距离值。
状态:
A:0
B:(B到A的距离)
C:(C到A的距离)
D:∞
E:∞
4. 标记顶点B为已遍历。
状态:
A:0
B:(B到A的距离)
C:(C到A的距离)
D:∞
E:∞
5. 重复步骤2至步骤4,直到所有顶点都被遍历。
6. 最终结果为起始顶点A到其他各顶点间的最短路径。
以此类推,直到所有顶点都被遍历完成。
最终结果为顶点A到其他各顶点间的最短路径为:
A到B的最短路径:A -> B
A到C的最短路径:A -> C
A到D的最短路径:A -> D
A到E的最短路径:A -> E
### 回答3:
利用DIJKSTRA算法求解A到其他顶点的最短路径可以按照以下步骤来进行:
1. 初始化:创建一个集合S和一个集合Q,其中S包含已经找到最短路径的顶点,Q包含剩余的顶点。同时,给每个顶点v设置一个最短路径的估计值d[v],初始值为无穷大,除了A顶点的估计值为0。
2. 选择起始顶点:选择A作为起始顶点,并将其加入集合S。
3. Dijkstra主循环:循环直到集合Q为空。
4. 更新估计值:对于A集合中的每个顶点v,检查通过A到v的路径是否比当前最短路径估计值d[v]更优。如果是的话,更新d[v]为更小的值。
5. 查找最小估计值:从集合Q中选择一个顶点u,使得d[u]最小。将u从Q中移除,并将其加入集合S。
6. 更新邻居顶点的估计值:对于u的每个邻居顶点v,如果通过u到v的路径比当前最短路径估计值d[v]更优,则更新d[v]为更小的值。
7. 重复步骤5和步骤6,直到集合Q为空。
根据上述步骤,可以按照以下状态进行算法过程的描述:
- 初始化时,集合S为空,集合Q包含所有顶点。估计值d[v]为无穷大,除了起始顶点A的估计值为0。
- 将A加入集合S,从集合Q中移除A。
- 更新S中顶点的邻居顶点的估计值。
- 从集合Q中选择d[v]最小的顶点u,将其加入集合S,从集合Q中移除u。
- 更新新加入的顶点u的邻居顶点的估计值。
- 重复以上步骤,直到集合Q为空。
通过执行上述步骤,可以得到A到其他顶点间的最短路径。
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