数据结构(最短路径-迪杰斯特拉算法、弗洛伊德算法)

最短路径

对于网图来说,最短路径,是指两顶点之间经过的边上权值之和最少的路径,并且我们称路径上的第一个顶点是源点,最后一个顶点是终点。关于最短路径主要有两种算法,迪杰斯特拉(Dijkstra) 算法和弗洛伊德(Floyd) 算法。

1. 迪杰斯特拉算法

从某个源点到其余各顶点的最短路径

对于网N=(V,E),将N中的顶点分成两组:
第一组S:已求出的最短路径的终点集合(初始时只包含源点v0)。
第二组V-S:尚未求出最短路径的终点集合(初始时V-{v0})。
算法将各项顶点与v0 间最短路径长度递增的次序,逐个将集合V-S的顶点加入集合S中去。在这个过程中,总保持从v0到集合S中各顶点的路径长度始终不大于到集合V-S中各顶点x 的路径。



算法的实现要引入以下辅助数据结构

  1. 一位数组S[i]:记录从源点v0到终点vi是否已被确定最短路径长度,true表示确定,false表示尚未确定。
  2. 一位数组Path[i]:记录从源点v0到终点vi的当前最短路径上vi的直接前驱顶点序号。其初始值为:如果从v0到vi有弧,则Path[i]为v0,否则为-1。
  3. 一位数组D[i]:记录从源点v0到终点vi的当前最短路径长度。其初始值为:如果从v0到vi有弧,则D[i]为弧上的权值,否则为∞。
    显然,长度最短的一条最短路径必为(v0,vk),满足以下条件:
    D[k] = Min{D[i]|vi∈V-S}
    求得顶点vk的最短路径后,将其加入到第一组顶点集S中。
    每当加入一个新的顶点到顶点集S,对第二组剩余的各个顶点而言,多一个中转顶点,从而多一个中转路径,所以要对第二组剩余的各个顶点的最短路径长度进行更新。
    原来v0到vi的最短路径长度为D[i],加入k作为中间顶点的中转路径长度为:D[k]+Garcs[k][i],若D[k]+Garcs[k][i]<D[i],则用D[k]+Garcs[k][i]取代D[i]。
    更新后,再选择数组D中值最小的顶点加入到第一组顶点集S中,如此进行下去,直至图中所有顶点到第一组顶点集S中为止。




https://blog.csdn.net/qq_35644234/article/details/60870719

2. 弗洛伊德算法

每个顶点之间的最短路径



https://blog.csdn.net/qq_35644234/article/details/60875818

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