输出最小路径

本文介绍了一个使用Floyd算法实现的最短路径查找程序。通过用户输入顶点数、边数及各边权重,程序能够计算任意两点之间的最短路径,并展示路径详情。此程序采用全局变量简化参数传递,便于理解和实现。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define MAXSIZE 100
const int inf=999999;///定义一个很大的值为inf
///定义全局变量就不需要去传递参数
int dist[MAXSIZE][MAXSIZE];///距离数组
int path[MAXSIZE][MAXSIZE];///记录路径
void floyd(int n);///floyd算法,保存路径
void print_path(int start,int end);///输出路径
int main()
{
    int n,m,i,j,u,v,w;
    printf("请输入顶点数和边数:");
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(i=0;i<n;i++)///初始化边
    {
        for(j=0;j<n;j++)
            {
                if(i!=j)///i不等j才是初始化为每个边很大
                {
                    dist[i][j]=inf;
                    path[i][j]=j;///初始化每个i的终点是j
                }
                else///如果是相同的话,那么就是它本身,自然就是0
                    dist[i][j]=0;
            }
    }
    printf("起点 终点 权值:\n");
    for(i=0;i<m;i++)
    {
        scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);///输入起点  终点  权值
        dist[u][v]=w;///赋值
    }
    floyd(n);///进行floyd算法
    printf("起点 终点:");
    scanf("%d%d",&u,&v);


    printf("%d(起点)->%d(终点)的最小路径长度为:%d\n",u,v,dist[u][v]);///u->v的最小距离就是dist[u][v]
    printf("路径具体如下:");
    print_path(u,v);///打印路径
    return 0;
}
///floyd算法,保存路径
void floyd(int n)
{
    int k,u,v;
    for(k=0;k<n;k++)///中间点
        for(u=0;u<n;u++)///起点
            for(v=0;v<n;v++)///终点
                if(dist[u][v]>(dist[u][k]+dist[k][v]))///如果这个起点到终点的距离还有更小的就替换k是中间点
                {
                    dist[u][v]=dist[u][k]+dist[k][v];
                    path[u][v]=path[u][k];///更新最小路径的中间顶点
                }
}


///输出路径
void print_path(int start,int end)
{
    int t=start;
    while(t!=end)
    {
        if(t!=start)
            printf("->");
        printf("%d",t);
        t=path[t][end];///因为path记录的都是这个的起点的顶点,所以每次去更新并输出就是它的路径
    }
    printf("->%d\n",end);
}
下面是使用 C 语言实现图的深度优先和广度优先搜索并输出最小路径和全部路径的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_VERTEX_NUM 100 // 最大顶点数 // 定义邻接矩阵结构体 typedef struct { int vertex[MAX_VERTEX_NUM]; // 存储顶点信息 int edge[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; // 存储边信息 int vertex_num; // 顶点数 int edge_num; // 边数 } MGraph; // 定义队列结构体 typedef struct { int data[MAX_VERTEX_NUM]; int head; int tail; } Queue; // 初始化队列 void initQueue(Queue *queue) { queue->head = 0; queue->tail = 0; } // 入队操作 void enqueue(Queue *queue, int data) { queue->data[queue->tail++] = data; } // 出队操作 int dequeue(Queue *queue) { return queue->data[queue->head++]; } // 判断队列是否为空 int isQueueEmpty(Queue *queue) { return queue->head == queue->tail; } // 深度优先遍历 void dfs(MGraph *graph, int start, int end, int *visited, int *path, int path_len, int *min_path, int *min_path_len) { visited[start] = 1; path[path_len++] = start; if (start == end) { // 找到一条路径 int i, sum = 0; for (i = 0; i < path_len - 1; i++) { sum += graph->edge[path[i]][path[i+1]]; // 计算路径长度 } if (sum < *min_path) { // 更新最小路径最小路径长度 *min_path = sum; *min_path_len = path_len; } printf("Path:"); for (i = 0; i < path_len; i++) { printf(" %d", path[i]); // 输出路径 } printf("\n"); } else { int i; for (i = 0; i < graph->vertex_num; i++) { if (graph->edge[start][i] != 0 && visited[i] == 0) { // 如果存在边且未访问过,则继续遍历 dfs(graph, i, end, visited, path, path_len, min_path, min_path_len); } } } visited[start] = 0; // 恢复状态 path_len--; } // 广度优先遍历 void bfs(MGraph *graph, int start, int end, int *visited, int *path, int *min_path, int *min_path_len) { Queue queue; initQueue(&queue); visited[start] = 1; enqueue(&queue, start); while (!isQueueEmpty(&queue)) { int vertex = dequeue(&queue); path[*min_path_len++] = vertex; if (vertex == end) { // 找到一条路径 int i, sum = 0; for (i = 0; i < *min_path_len - 1; i++) { sum += graph->edge[path[i]][path[i+1]]; // 计算路径长度 } if (sum < *min_path) { // 更新最小路径最小路径长度 *min_path = sum; } printf("Path:"); for (i = 0; i < *min_path_len; i++) { printf(" %d", path[i]); // 输出路径 } printf("\n"); } else { int i; for (i = 0; i < graph->vertex_num; i++) { if (graph->edge[vertex][i] != 0 && visited[i] == 0) { // 如果存在边且未访问过,则入队 visited[i] = 1; enqueue(&queue, i); } } } } } int main() { MGraph graph; int visited[MAX_VERTEX_NUM] = {0}; int path[MAX_VERTEX_NUM]; int min_path = 10000; int min_path_len = 0; int i, j, start, end; // 读入图的信息 printf("Enter the number of vertexes and edges:\n"); scanf("%d %d", &graph.vertex_num, &graph.edge_num); printf("Enter the information of each vertex:\n"); for (i = 0; i < graph.vertex_num; i++) { scanf("%d", &graph.vertex[i]); } printf("Enter the information of each edge:\n"); for (i = 0; i < graph.vertex_num; i++) { for (j = 0; j < graph.vertex_num; j++) { graph.edge[i][j] = 0; } } for (i = 0; i < graph.edge_num; i++) { int v1, v2, weight; scanf("%d %d %d", &v1, &v2, &weight); graph.edge[v1][v2] = weight; graph.edge[v2][v1] = weight; } printf("Enter the start and end vertex:\n"); scanf("%d %d", &start, &end); // 深度优先遍历 printf("DFS:\n"); dfs(&graph, start, end, visited, path, 0, &min_path, &min_path_len); printf("The minimum path length: %d\n", min_path); // 广度优先遍历 printf("BFS:\n"); visited[MAX_VERTEX_NUM] = {0}; min_path = 10000; min_path_len = 0; bfs(&graph, start, end, visited, path, &min_path, &min_path_len); printf("The minimum path length: %d\n", min_path); return 0; } ``` 在实现过程中,我遇到了以下几个困难: 1. 如何存储图的信息? 解决方法:使用邻接矩阵来存储图的边信息,使用数组来存储顶点信息。 2. 如何判断一个顶点是否已经被访问过? 解决方法:使用一个数组来标记每个顶点是否已经被访问过。 3. 如何输出所有路径? 解决方法:在深度优先遍历和广度优先遍历的过程中,记录下每个顶点的路径,找到终点后输出路径即可。 4. 如何输出最小路径? 解决方法:在深度优先遍历和广度优先遍历的过程中,记录下每个顶点的路径长度,找到终点后比较路径长度即可。
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