Dijkstra(单源最短路径)

 Dijkstra的主要特点是以起始点为中心向外层层拓展(广度优先搜索思想),直到拓展到终点为止。

用二维数组edge表示顶点之间的关系,dis数组表示源点到其余各点的距离,book数组表示dis对应的距离是否是最短距离。

dis数组初始化为【0,2,6,4】,book为【1,0,0,0】

  • 既然是求点1到其余各点的距离,那么,就找一个离点1最近的点。通过dis数组可知,为点2,这个图所有的边为正数,如果通过另一个点周转,必然大于点1到点2的距离。因此,book更新为【1,1,0,0】。然后,更新dis数组,查看是否有点经过点2周转之后,到达源点1的距离缩短了。发现dis[3] = 6, dis[2] + edge[2][3] = 5 < 6,dis更新为【0,2,5,4】(这个更新的过程叫“松弛”)
  • 重复上述的过程,第二轮迭代找到的点为点4,更新book为【1,1,0,1】,剩下的点3经过点4周转并不能缩小到源点的距离,因此,dis依然为【0,2,5,4】;
  • 第三轮迭代,确定点3,book更新为【1,1,1,1】,算法结束。

可以发现,每一轮迭代都可以确定一个点到源点的距离,因此,最多进行n-1次“松弛”,就可以结束算法。

算法图解,参考该博客:https://blog.youkuaiyun.com/heroacool/article/details/51014824

代码

#include <iostream>
using namespace std;
const int inf = 0x3f3f3f3f;
int edge[5][5] = 
{
	{-1,-1,-1,-1,-1},
	{-1, 0, 2, 6, 4},
	{-1, inf, 0,3, inf},
	{-1, 7, inf, 0, 1},
	{-1, 5, inf, 12, 0}
};

int main() {
	const int n = 4;//点的数量
	int dis[n+1];//当前各点到源点的距离
	int book[n+1];//各点到源点是否为最小值

	//初始化,设源点为n1
	for (int i = 1; i <= n; ++i)
		dis[i] = edge[1][i];

	//book数组初始化
	memset(book, 0, sizeof(book));
	book[1] = 1;

	int min;//当前,未确定最短路径的点,到源点的最小距离大小
	//Dijkstra算法核心语句
	for (int i = 1; i <= n - 1; ++i) {
		//找到离1号顶点最近的顶点
		min = inf;
		int u;
		for (int j = 1; j <= n; ++j) {
			if (book[j] == 0 && dis[j] < min) {
				min = dis[j];
				u = j;
			}
		}
		//每轮迭代都可以确定一个点到源点的最短距离,因此只要迭代n-1轮
		book[u] = 1;
		//通过已经确定的点,对dis数组进行更新
		//(未确定的点通过点u,缩小了到源点的距离)
		for (int v = 1; v <= n; ++v) {
			if (edge[u][v] < inf) {
				if (dis[v] > dis[u] + edge[u][v])
					dis[v] = dis[u] + edge[u][v];
			}
		}
	}
	//输出结果
	for (int i = 1; i <= n; ++i)
		cout << dis[i] << ' ';
	system("pause");
	return 0;
}

 

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