最短路-朴素的dijkstra算法

本文介绍了如何使用朴素的Dijkstra算法在稠密图中通过邻接矩阵存储,通过初始化、遍历和距离更新实现从起点到所有点的最短路径计算。代码示例展示了如何处理可能的重边情况。

算法:
1.1 边权都是正数

  • 1.1.1 朴素的Dijkstra 算法 - 稠密图- 邻接矩阵来存
  1. 先进行初始化 dist[1] = 0, dist[i] = +无穷 s: 当前已经确定最短距离的点的集合

  2. 进行n次遍历 ,求解到n个点的最短路

  3. for(1 -n)
    找到 t : 即不在s中的距离原点最近的点
    加入到集合s中
    用t更新其他点的距离 dis[x] > dit[t] + dis[t -x]

代码

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include<cstring>

using namespace std;

const int N = 510;

int dist[N],g[N][N];

bool st[N];

int n;

int  dijkstra(){
    
    memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
    
    dist[1] = 0;
    
    for(int i = 0; i < n; i++){
        
        int t = -1; //找到路径最短的那个点
        
        for(int j = 1; j <= n; j++){
            if(!st[j] && (t == -1 || dist[t] > dist[j])){
                t = j;//更新需要加入的那个点
            }
            
        }
        
        st[t] = true;
        
        for(int j = 1; j <= n; j++){
            dist[j] = min(dist[j], dist[t] + g[t][j]);
        }
    }
    
    if(dist[n] == 0x3f3f3f3f){
        return -1;
        
    }
    return dist[n];
    
}

int main(){
    
    int m;
    cin>>n>>m;
    int x, y, z;
    
    memset(g, 0x3f,sizeof g);
    
    for(int i = 0; i < m; i++){
        cin>>x >> y >> z;
        g[x][y] = min(g[x][y],z);//因为有可能有重边
        
    }
    
    int ans = dijkstra();
    cout << ans << '\n';
    
    
    return 0;
}
### 关于Dijkstra算法求解短路径 #### Dijkstra算法简介 Dijkstra算法由计算机科学家艾兹赫尔·戴克斯特拉(Edsger Dijkstra)于1956年提出,其主要功能在于通过逐步扩展起点到其他节点的短路径,从而计算出从源节点到所有其他节点之间的短距离[^2]。 #### 基本原理 此算法的核心思想是从起始顶点出发,按照距离递增顺序依次访问各个未被访问过的相邻顶点,并更新这些顶点的距离值;当某个顶点的所有邻居都被考察完毕之后,则标记该顶点已被完全探索过不再参与后续迭代操作直到遍历完整张网络为止。值得注意的是,这种方法只适合应用于不存在负权重边的情况之下[^1]。 #### C++实现细节 对于具体的编程实践来说,在C++环境下可以通过定义一个结构体`Node`存储结点编号及其对应的当前已知小开销作为优先级队列中的元素来进行管理;同时还需要准备两个辅助数组分别记录各位置是否已经被固定下来以及它们各自所关联的佳前驱指针以便重建完整的行走路线[^3]。 ```cpp struct Node { int id; long cost; bool operator<(const Node& other) const { return this->cost > other.cost; } }; void dijkstra(int start, vector<vector<pair<int, int>>>& adjList, vector<long>& dist, vector<int>& prev) { priority_queue<Node> pq; pq.push({start, 0}); while (!pq.empty()) { auto curr = pq.top(); pq.pop(); if (dist[curr.id] != LONG_MAX && dist[curr.id] < curr.cost) continue; for (auto neighbor : adjList[curr.id]) { if (curr.cost + neighbor.second < dist[neighbor.first]) { dist[neighbor.first] = curr.cost + neighbor.second; prev[neighbor.first] = curr.id; pq.push({neighbor.first, dist[neighbor.first]}); } } } } ``` 上述代码片段展示了如何利用邻接表表示加权无向图并借助STL提供的`priority_queue`容器完成一次标准版迪杰斯特拉寻径流程执行过程。 #### 应用场景举例说明 假设存在如下所示的一幅简单连通带权有向图G=(V,E),其中|V|=7且|E|=8: ![graph](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4b/Dijkstra_Animation.gif/800px-Dijkstra_Animation.gif) 如果想要找出从v_0至其余任意一点间的优传输方案的话就可以调用上面给出的方法原型来获取相应结果集了。
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