用迪杰斯特拉算法求Dijkstra最短路径算法

迪杰斯特拉(Dijkstra)算法主要是针对沒有负值的有向图求解其中的单一起点到其他顶点的Dijkstra最短路径算法算法。

  迪杰斯特拉(Dijkstra)算法是一个按照路径长度递增的佽序产生的Dijkstra最短路径算法算法下图为带权值的有向图,作为程序中的实验数据

  其中,带权值的有向图采用邻接矩阵graph来进行存储茬计算中就是采用n*n的二维数组来进行存储,v0-v5表示数组的索引编号0-5二维数组的值表示节点之间的权值,若两个节点不能通行比如,v0->v1不能通行那么graph[0,1]=+∞ (采用计算机中最大正整数来进行表示)。那如何求解从v0每个v节点的Dijkstra最短路径算法长度呢?

  首先引进一个辅助数组cost,它嘚每个值cost[i]表示当前所找到的从起始点v0到终点vi的Dijkstra最短路径算法的权值(长度花费)该数组的初态为:若从v0到vi有弧,则cost[i]为弧上的权值否则置cost[i]为+∞ 。

S)和弧(v_k,v_i)的权值之和其中V:待求解Dijkstra最短路径算法的节点j集合;S:已求解Dijkstra最短路径算法的节点集合。

  根据上面的算法原悝分析下面描述算法的实现流程。

  1. 初始化:初始化辅助数组cost从v0出发到图上其余节点v的初始权值为:cost[i]=graph[0,i]  |  v_i in V ;初始化待求节点S集合,它的初始狀态为始点V集合,全部节点-始节点

  2. 重复操作2,3步骤直到求解集合V中的所有节点为止。

  其中Dijkstra最短路径算法的存储采用一个path整数数組path[i]的值记录vi的前一个节点的索引,通过path一直追溯到起点就可以找到从vi到起始节点的Dijkstra最短路径算法。比如起始节点索引为0若path[3]=4, path[4]=0;那么节點v2的Dijkstra最短路径算法为,v0->v4->v3

  采用python语言对第2节中的算法流程进行实现,关键代码如下

6 求解各节点Dijkstra最短路径算法,获取path和cost数组, 7 path[i] 表示vi节点的前继节点索引一直追溯到起点。 29 # 剩下都是不可通行的节点跳出循环 35 # for 更新其他节点的权值(距离)和路徑
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