给定任意一张带权值的有向连通图,请采用dijkstra算法输出从给定结点到其余结点的最短路径以及路径长度
时间: 2023-06-05 21:47:18 浏览: 108
最短路径的 dijkstra算法
Dijkstra算法是一种用于求解带权有向图中单源最短路径的算法。具体步骤如下:
1. 初始化:将起点s加入集合S,将与s直接相连的点加入集合T,记录从s到这些点的距离。
2. 选择T中距离s最近的点v,将v加入集合S。
3. 更新T中点的距离:对于T中的每个点w,如果从s到v再到w的距离比从s直接到w的距离短,就更新从s到w的距离。
4. 重复步骤2和3,直到T为空。
最终得到的结果是从起点s到每个点的最短路径和路径长度。
例如,给定以下带权有向图:
![image.png](attachment:image.png)
以结点A为起点,应用Dijkstra算法,得到以下结果:
结点 | 最短路径 | 路径长度
---|---|---
A | A | 0
B | AB | 1
C | AC | 2
D | ABD | 4
E | ABE | 3
因此,从结点A到结点B的最短路径为AB,路径长度为1;从结点A到结点C的最短路径为AC,路径长度为2,以此类推。
### 回答2:
Dijkstra算法是一种用于求解带权有向连通图中单源最短路径的算法,它以贪心的策略逐步确定到源点的最短路径。下面我们将结点称为顶点,边称为弧。
Dijkstra算法流程:
1. 初始化:
首先,给定一个带权有向连通图,并且选择一个源点,通常将源点的最短路径长度设置为0,其他顶点的最短路径长度设置为无穷大。
2. 确定最短路径顶点:
遍历所有未确定最短路径的顶点,选择其中距离源点最近的顶点,将其确定为最短路径顶点。
3. 更新最短路径长度:
以该最短路径顶点为中心,更新与其邻接的顶点的最短路径长度,即若从最短路径顶点v到其邻接的顶点w的距离d(v,w)加上v的最短路径长度小于w的最短路径长度,则更新w的最短路径长度为d(v,w)+v的最短路径长度。
4. 标记已确定最短路径:
将最短路径顶点v标记为已经确定了最短路径,即可以保证其最短路不会再发生变化。
5. 重复2到4的步骤,直到所有顶点的最短路径都已确定。
Dijkstra算法可以用优先队列(也称堆)来实现,以减少时间复杂度。
用Dijkstra算法输出从源点到其余结点的最短路径和路径长度:
1. 初始化:
给定一个带权有向连通图和一个源点s。用数组dist记录源点s与所有顶点之间的最短路径长度,用数组path记录顶点v的前一个顶点u在s到v的最短路径上。
2. 算法操作:
首先将dist[s]置为0,其他所有顶点的dist值置为无穷大。把源点s加入到一个优先队列Q中。
3. 迭代:
在每次迭代中,从Q中取出一个dist值最小的顶点u,然后遍历与u相邻接的所有顶点v,并更新它们的dist值和path数组。若加入顶点v可以通过u到达,则比较dist[u]+w(u,v)和dist[v]的值,若前者更小,则更新dist[v]和path[v]分别为dist[u]+w(u,v)和u。最后将顶点v加入到Q中。
4. 输出:
重复迭代过程,直到Q为空。此时dist数组记录着源点s到所有其他顶点的最短路径长度,path数组记录着每个顶点在最短路径上的前一个顶点。可以根据path数组从后往前依次输出每个顶点的最短路径。
Dijkstra算法时间复杂度为O(ElogV),其中E为边数,V为顶点数。因此该算法适用于边相对较少而顶点较多的情形。
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