Dijkstra算法（迪杰斯塔拉算法）

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本文详细介绍了Dijkstra算法的基本原理及其实现过程。该算法是一种典型的最短路径算法，用于计算图中一个节点到其他所有节点的最短路径。文章通过逐步讲解算法思想，并给出具体的C语言实现代码，帮助读者理解如何利用Dijkstra算法解决实际问题。

Dijkstra算法（迪杰斯塔拉算法）

算法描述：　　

　　Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的最短路径路由算法，用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。Dijkstra算法能得出最短路径的最优解，但由于它遍历计算的节点很多，所以效率低。

　　Dijkstra算法是很有代表性的最短路算法，在很多专业课程中都作为基本内容有详细的介绍，如数据结构，图论，运筹学等等。

其基本思想是，设置顶点集合S并不断地作贪心选择来扩充这个集合。一个顶点属于集合S当且仅当从源到该顶点的最短路径长度已知。初始时，S中仅含有源。设u是G的某一个顶点，把从源到u且中间只经过S中顶点的路称为从源到u的特殊路径，并用数组dist记录当前每个顶点所对应的最短特殊路径长度。Dijkstra算法每次从V-S中取出具有最短特殊路长度的顶点u，将u添加到S中，同时对数组dist作必要的修改。一旦S包含了所有V中顶点，dist就记录了从源到所有其它顶点之间的最短路径长度。

代码实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAXVERTEX 20
#define INF 65535
typedef char VertexType;
typedef int EdgeType;
typedef int Pathmatirx[MAXVERTEX];
typedef int ShortPathTable[MAXVERTEX];
typedef struct MGraph
{
    VertexType vertex[MAXVERTEX];
    EdgeType edge[MAXVERTEX][MAXVERTEX];
    int numvex;
    int numedge;
}MGraph;

void CreateMGraph(MGraph *G)
{
    int i = 0,j = 0,k = 0,w = 0;
    printf("请输入图中顶点的数目和边的数目，中间用逗号隔开：\n");
    scanf("%d,%d",&G->numvex,&G->numedge);
    for(i = 0;i < G->numvex;i++)
    {
        for(j = 0;j < G->numvex;j++)
        {
            if(i == j)
            {
                G->edge[i][j] = 0;
            }
            else
            {
                G->edge[i][j] = INF;
            }
        }
    }
    for(k = 0;k < G->numedge;k++)
    {
        printf("请输入边vi-vj的边的下标 i 和 j ，以及权重w :\n");
        scanf("%d,%d,%d",&i,&j,&w);
        G->edge[i][j] = w;
        G->edge[j][i] = G->edge[i][j];
    }
    printf("\n");
    for(i = 0;i < G->numvex;i++)
    {
        for(j = 0;j < G->numvex;j++)
        {
          printf("%d  ",G->edge[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

//Dijkstra算法实现

void ShortestPathByDijkstra(MGraph *G,int v0,Pathmatirx *P,ShortPathTable *D)
{
    int i,j,k,w,min;
    int final[MAXVERTEX];

    for(i = 0;i < G->numvex;i++)
    {
        final[i] = 0;
        (*D)[i] = G->edge[v0][i];
        (*P)[i] = 0;
    }
    final[v0] = 1;
    (*D)[v0] = 0;
    for(i = 1;i <G->numvex;i++)
    {
        min = INF;
        for(j = 0;j < G->numvex; j++)
        {
            if(final[j] == 0 && min > (*D)[j])
            {
                min = (*D)[j];
                k = j;
            }
        }

        final[k] = 1;
        for(w = 0;w < G->numvex;w++)
        {
            if(final[w] == 0 &&(min + G->edge[k][w] < (*D)[w]))
            {
                (*D)[w] = min + G->edge[k][w];
                (*P)[w] = k;
            }
        }
    }
    for(i = 0;i < G->numvex;i++)
    {
        printf("%d",(*P)[i]);
    }
}

int main()
{
    int k = 0;
    struct MGraph G;
    Pathmatirx P;
    ShortPathTable D;
    CreateMGraph(&G);
    printf("Dijkstra算法求得的V0到V*的最短路径为：\n");
    ShortestPathByDijkstra(&G,k,&P,&D);
    return 0;
}

posted on 2014-12-23 13:05 BeatificDevin 阅读( ...) 评论( ...) 编辑收藏

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