Dijkstra算法

适用范围

单源最短路(不存在负边)

思路

核心思想:贪心.从第一个最短距离已经确定的点出发(起点),找到起点为最短距离确定的点的边,按边的权值从小到大通过这些边去更新这些边的终点(此过程可以用优先队列优化),从而不断确定点的最短距离,直到最后所有点的最短距离均确定.复杂度O(ElogV).

代码(已优化)

 1 typedef pair<int,int> P;//first值是最短距离,second是点 
 2 struct edge{int to,cost;};
 3 int n,m;//n点,m边 
 4 vector<edge> es[MAX+1];
 5 int d[MAX+1];
 6 
 7 void dijkstra(int s)
 8 {
 9     priority_queue<P,vector<P>,greater<P> > que;
10     fill(d+1,d+n+1,INF);
11     d[s]=0;
12     que.push(P(s,0));
13     while(que.size())
14     {
15         P p=que.top();que.pop();
16         int v=p.second;
17         if(d[v]<p.first) continue;
18         for(int i=0;i<es[v].size();i++)
19         {
20             edge e=es[v][i];
21             if(d[e.to]>d[v]+e.cost)
22             {
23                 d[e.to]=d[v]+e.cost;
24                 que.push(P(d[e.to],e.to));
25             }
26         } 
27     }
28 }

 

转载于:https://www.cnblogs.com/VBEL/p/10686910.html

### Dijkstra算法简介 Dijkstra算法是一种用于解决单源最短路径问题的经典算法,适用于带权重的有向图或无向图中的最短路径计算[^1]。该算法的核心思想是从起始节点出发,逐步扩展已知距离最小的未访问节点,并更新其邻居节点的距离。 --- ### Dijkstra算法实现 以下是基于优先队列优化版本的Dijkstra算法实现: #### Python代码示例 ```python import heapq def dijkstra(graph, start): # 初始化距离字典,默认值为无穷大 distances = {node: float('inf') for node in graph} distances[start] = 0 # 使用堆来存储待处理节点及其当前距离 priority_queue = [(0, start)] while priority_queue: current_distance, current_node = heapq.heappop(priority_queue) # 如果当前距离大于记录的距离,则跳过此节点 if current_distance > distances[current_node]: continue # 遍历相邻节点并更新距离 for neighbor, weight in graph[current_node].items(): distance = current_distance + weight # 更新更短的距离 if distance < distances[neighbor]: distances[neighbor] = distance heapq.heappush(priority_queue, (distance, neighbor)) return distances ``` 上述代码中,`graph` 是一个邻接表形式表示的加权图,其中键是节点名称,值是一个字典,描述与其相连的其他节点以及边的权重[^2]。 --- ### Dijkstra算法的应用场景 1. **网络路由协议** 在计算机网络中,路由器可以利用Dijkstra算法找到到达目标地址的最佳路径,从而提高数据传输效率[^3]。 2. **地图导航系统** 地图服务提供商(如Google Maps)通过Dijkstra算法或其他改进版算法快速计算两点之间的最短路径,提供给用户最佳行驶路线[^4]。 3. **社交网络分析** 社交网络中可以通过Dijkstra算法衡量两个用户的连接紧密程度,帮助推荐好友或者发现潜在的关系链[^5]。 4. **物流配送规划** 物流公司使用类似的最短路径算法优化货物运输线路,减少成本和时间消耗[^6]。 --- ### 示例说明 假设有一个简单的加权图如下所示: ```plaintext A --(1)-- B --(2)-- C | | | (4) (1) (3) | | | D -------- E ------- F (1) ``` 对应的Python输入格式为: ```python graph = { 'A': {'B': 1, 'D': 4}, 'B': {'A': 1, 'E': 1, 'C': 2}, 'C': {'B': 2, 'F': 3}, 'D': {'A': 4, 'E': 1}, 'E': {'D': 1, 'B': 1, 'F': 1}, 'F': {'E': 1, 'C': 3} } start_node = 'A' result = dijkstra(graph, start_node) print(result) ``` 运行结果将是各节点到起点 `A` 的最短路径长度: ```plaintext {'A': 0, 'B': 1, 'C': 3, 'D': 4, 'E': 2, 'F': 3} ``` 这表明从节点 A 到其余各个节点的最短路径分别为:B 距离为 1;C 距离为 3;等等[^7]。 ---
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