Dijkstra算法优化：降低存储与计算成本的最短路径求解

本文主要探讨了最短路径分析中的Dijkstra算法优化实现，由作者徐辛超在辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院提出。在地理信息系统中，最短路径问题是一个核心问题，对于交通规划、应急响应等领域具有重要意义。传统Dijkstra算法在寻找两个节点之间的最短路径时，虽然性能稳定，但由于其采用邻接矩阵存储方式，随着节点数量增加，空间复杂度和时间复杂度会显著提高，导致效率降低。 Dijkstra算法的基本原理是通过优先队列数据结构，每次选取当前未标记的节点中距离起点最近的一个进行扩展，直到找到目标节点或所有节点都被访问过。这个过程需要对所有节点进行计算，即使它们不在最终的最短路径上，这在大型网络中可能导致效率瓶颈。 针对这一问题，本文提出了算法优化。优化后的Dijkstra算法只对最短路径上的节点邻居进行处理，而不是遍历整个图，大大减少了不必要的计算。这种方法在实践中被证明是有效且高效的，因为它避免了对大部分无关节点的计算，降低了存储需求和计算复杂度。通过VisualC++6.0平台进行实验验证，结果显示优化后的算法在处理大规模数据时表现出更好的性能。 本文的贡献在于提供了一种对Dijkstra算法的改进策略，使得在实际应用中，特别是在地理信息系统中处理大规模网络时，能够显著提升最短路径分析的执行速度和资源利用率。这对于减少计算时间和存储开销，提高GIS系统的实时性和响应能力具有实际价值。关键词包括Dijkstra算法、最短路径、地理信息系统，以及算法优化。