Dijkstra算法实现:C/C++代码详解
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更新于2024-09-13
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该资源提供了一个使用C/C++实现Dijkstra算法求图中两点间最短路径的程序。Dijkstra算法是一种经典的图论算法,用于寻找有向或无向图中从一个顶点到其他所有顶点的最短路径。
在给出的代码中,首先定义了几个常量和数据类型:
- `OK1` 和 `INFINITY10000` 分别表示操作成功和一个较大的数值(用于表示无穷大距离)。
- `MAX_VERTEX_NUM10` 是图中最大顶点数的限制。
- `VertexType` 定义为一个字符数组,用于存储顶点的名称。
- `status` 代表操作的状态。
- `Graph` 结构体包含顶点数组 `vexs`、邻接矩阵 `arcs` 以及顶点数 `vexnum` 和边数 `arcnum`。
接着,有两个函数:
1. `Locate` 函数:根据给定的顶点名称,在顶点数组中查找并返回其位置。如果找不到,返回 -1。
2. `Create` 函数:创建一个图。用户输入顶点数、边数,然后依次输入顶点名称和边的信息(起始顶点、结束顶点和权重)。在邻接矩阵中初始化所有边的权重为无穷大,然后根据用户输入更新相应的权重。
最后,`ShortestPath` 函数实现了Dijkstra算法:
- 初始化 `D` 数组,其中 `D[v]` 存储从起点 `v0` 到顶点 `v` 的最短路径长度,初始时 `v0` 的长度为0,其他顶点为无穷大。
- 初始化 `P` 矩阵,用于记录从起点到每个顶点的最短路径上前一个顶点的索引,初始时所有顶点的前一个顶点都设为0。
- 使用一个 `final` 数组来标记已找到最短路径的顶点。
- 使用一个循环,每次选择当前未标记且具有最小路径长度的顶点,并更新与其相邻顶点的最短路径。
Dijkstra算法的基本思想是贪心策略,每次选取当前未处理顶点中距离起点最近的一个,并更新与之相邻的其他顶点的最短路径。这个过程会持续进行,直到所有顶点都被处理,从而得到最短路径。
需要注意的是,此实现假设图中没有负权边,因为Dijkstra算法不适用于存在负权边的图。如果有负权边,可以考虑使用其他算法,如Bellman-Ford算法。此外,代码中的Dijkstra算法没有使用优先队列优化,实际应用中通常会结合优先队列(如二叉堆)来提高效率。
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