《算法图解》之狄克斯特拉算法

前言在学习广度优先搜索的时候,你找出了从A点到B点的路径。这是最短路径,因为段数最少——只有三段,但不一定是最快路径。如果给这些路段加上时间,你将发现有更快的路径。如果你要找出最快的路径,该如何办呢?为 ...

 

前言


在学习广度优先搜索的时候,你找出了从A点到B点的路径。
 

《算法图解》之狄克斯特拉算法


这是最短路径,因为段数最少——只有三段,但不一定是最快路径。如果给这些路段加上时间,你将发现有更快的路径。
 

《算法图解》之狄克斯特拉算法


如果你要找出最快的路径,该如何办呢?为此,可使用另一种算法——狄克斯特拉算法(Dijkstra’s algorithm)。
 

使用狄克斯特拉算法


下面来看看如何对下面的图使用这种算法。
 

《算法图解》之狄克斯特拉算法


其中每个数字表示的都是时间,单位分钟。为找出从起点到终点耗时最短的路径,你将使用狄克斯特拉算法。

如果你使用广度优先搜索,将得到下面这条段数最少的路径。
 

《算法图解》之狄克斯特拉算法


这条路径耗时7分钟。下面来看看能否找到耗时更短的路径!狄克斯特拉算法包含4个步骤。
  • (1) 找出“最便宜”的节点,即可在最短时间内到达的节点。
  • (2) 更新该节点的邻居的开销,其含义将稍后介绍。
  • (3) 重复这个过程,直到对图中的每个节点都这样做了。
  • (4) 计算最终路径。

第一步:找出最便宜的节点。

你站在起点,不知道该前往节点A还是前往节点B。前往这两个节点都要多长时间呢?
 

《算法图解》之狄克斯特拉算法


前往节点A需要6分钟,而前往节点B需要2分钟。至于前往其他节点,你还不知道需要多长时间。

由于你还不知道前往终点需要多长时间,因此你假设为无穷大(这样做的原因你马上就会明白)。节点B是最近的——2分钟就能达到。

第二步:计算经节点B前往其各个邻居所需的时间。
 

《算法图解》之狄克斯特拉算法


你刚找到了一条前往节点A的更短路径!直接前往节点A需要6分钟。
 

《算法图解》之狄克斯特拉算法


但经由节点B前往节点A只需5
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