迪杰斯特拉算法步骤
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Dijkstra 算法(最短路)的具体步骤:(1)开始时,令{}(),)(,,0,0,,00+∞=≠====j s j s s s v T v v v p v s i 令对每个λ.,s k s j ==λ(2) 设 k v 是刚获得P 标号的点.考察每个使 )(,),(j j i j j k v T v s v A v v 将的点且∉∈修改为即{}kj k j j w v P v T v T +=)(),(min )( (7.6)如果 ,)()(kj k j w v P v T +>则把T(v j )修改为 kj k w v P +)(,把j λ修改为k ;否则不修改. (3)令 {})(min )(j s v j v T v T i j i ∈=. (7.7) 如果 +∞<T ,则把 i j v 的T 标号变为P 标号,即令 )()(i i j j v T v P =,令 {}i j i i v S S =+1,k=j i ,把i 换成i+1,如果1i S V +=,算法终止,这时对每一个1j i v S +∈有 )()(j j v P v l =;而对每一个1j i v S +∉,有 ()()j j v T v l =.否则返回(2);“最邻近方法”是构造最小哈密顿环的一个较好的方法,具体步骤如下:(1)有任意选择的结点开始,找一个与起始点最近的结点,形成一条边的初始路径。
(2)设x 表示最新加到这条路上的结点,从不在路上的所有结点中间选一个与x 最接近的结点,将连接x 与这一结点的边加到这条路上。
重复这一步,直到图中所有结点包含在路上。
(3)将连接起始点与最后加入的结点之间的边加到这条路上,就得到一个环。
求最小生成树的Kruskal 算法,具体步骤如下:设(,,)G V E f =是一具有n 个结点的连通有权图,(1)选取G 中一条边1e ,使1e 在G 的所有边中有最小的权,11(,)G V S =,{}11S e =,1i =;(2)若已选好{}12,,,i i S e e e = ,从i E S -中选一条边1i e +满足下列条件: ①{}1i i S e + 中不含有环;②在i E S -的满足①的所有边中,1i e +有最小的权。
Dijkstra算法是一种用于计算图中从一个顶点到其他所有顶点的最短路径的算法。
它由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·戴克斯特拉于1956年提出。
Dijkstra算法的基本思想是通过不断更新起始顶点到其他顶点的最短路径长度,逐步找到最短路径。
以下将详细介绍Dijkstra算法的步骤,并给出一个例题和表格供读者参考。
一、算法步骤1. 初始化- 设置起始顶点的最短路径为0,其余顶点的最短路径为无穷大。
- 将起始顶点加入已访问的顶点集合。
2. 更新- 从未访问的顶点中选择离起始顶点最近的顶点,将其加入已访问的顶点集合。
- 更新起始顶点到其他顶点的最短路径长度,如果经过新加入的顶点到其他顶点的路径长度小于当前已知的最短路径长度,则更新最短路径长度。
3. 重复更新直到所有顶点都被访问过。
二、算法实例为了更好地理解Dijkstra算法的具体应用步骤,我们通过一个实际的例题来演示算法的执行过程。
假设有以下带权重的图,起始顶点为A:顶点 A B C D EA 0 3 4 ∞ ∞B ∞ 0 ∞ 1 7C ∞ 4 0 2 ∞D ∞ ∞ ∞ 0 5E ∞ ∞ ∞ ∞ 0表中每个元素表示从对应顶点到其它顶点的边的权重,"∞"表示没有直接相连的边。
我们按照Dijkstra算法的步骤来计算从顶点A到其他顶点的最短路径长度。
1. 初始化起始顶点为A,初始化A到各顶点的最短路径长度为0,其余顶点的最短路径长度为∞。
将A加入已访问的顶点集合。
2. 更新选择A到B的路径长度最短,将B加入已访问的顶点集合。
更新A到C和A到D的最短路径长度。
3. 重复更新依次选择离起始顶点最近的顶点,并更新最短路径长度,直到所有顶点被访问。
通过不断的更新,最终得到从顶点A到其他顶点的最短路径长度表格如下:顶点 A B C D E最短路径长度 0 3 4 5 9三、总结通过以上Dijkstra算法的步骤和实例计算,我们可以清晰地了解该算法的执行过程和原理。
迪杰斯特拉算法(Dijkstra)是由荷兰计算机科学家狄克斯特拉于1959 年提出的,因此又叫狄克斯特拉算法。
是从一个顶点到其余各顶点的最短路径算法,解决的是有权图中最短路径问题。
迪杰斯特拉算法主要特点是从起始点开始,采用贪心算法的策略,每次遍历到始点距离最近且未访问过的顶点的邻接节点,直到扩展到终点为止。
定义Dijkstra算法一般的表述通常有两种方式,一种用永久和临时标号方式,一种是用OPEN, CLOSE表的方式,这里均采用永久和临时标号的方式。
注意该算法要求图中不存在负权边。
迪克斯特拉算法原理1.首先,引入一个辅助数组(vector)D,它的每个元素D表示当前所找到的Dijkstra算法运行动画过程从起始点(即源点)到其它每个顶点的长度。
例如,D[3] = 2表示从起始点到顶点3的路径相对最小长度为2。
[1] 这里强调相对就是说在算法执行过程中D的值是在不断逼近最终结果但在过程中不一定就等于长度。
[3]2.D的初始状态为:若从到有弧(即从到存在连接边),则D为弧上的权值(即为从到的边的权值);否则置D为∞。
显然,长度为D = Min{ D | ∈V } 的路径就是从出发到顶点的长度最短的一条路径,此路径为()。
3.那么,下一条长度次短的是哪一条呢?也就是找到从源点到下一个顶点的最短路径长度所对应的顶点,且这条最短路径长度仅次于从源点到顶点的最短路径长度。
假设该次短路径的终点是,则可想而知,这条路径要么是(),或者是()。
它的长度或者是从到的弧上的权值,或者是D加上从到的弧上的权值。
4.一般情况下,假设S为已求得的从源点出发的最短路径长度的顶点的集合,则可证明:下一条次最短路径(设其终点为)要么是弧(),或者是从源点出发的中间只经过S中的顶点而最后到达顶点的路径。
因此,下一条长度次短的的最短路径长度必是D = Min{ D | ∈V-S },其中D要么是弧()上的权值,要么是D(,∈S)和弧(,)上的权值之和。
迪捷斯特拉算法简介迪捷斯特拉算法(Dijkstra’s algorithm)是一种用于解决单源最短路径问题的经典算法。
该算法由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·迪捷斯特拉(Edsger W. Dijkstra)于1956年提出,是图论中最为重要的算法之一。
问题描述在一个加权有向图中,给定一个起始顶点和终止顶点,我们希望找到从起始顶点到终止顶点的最短路径。
每条路径都有一个权重,我们希望找到的最短路径是指权重之和最小的路径。
算法思想迪捷斯特拉算法采用贪心策略,通过不断更新起始顶点到其他顶点的距离来求解最短路径。
具体步骤如下:1.创建一个距离数组distance[],用于存储起始顶点到其他各个顶点的距离。
2.初始化distance[]数组,将起始顶点到自身的距离设为0,将其余各个顶点的距离设为无穷大。
3.创建一个集合visited[],用于记录已经求得最短路径的顶点。
4.重复以下步骤,直到visited[]中包含所有顶点:–在未访问的顶点中,选择距离起始顶点最近的顶点,并将其加入visited[]集合。
–更新起始顶点到其他未访问顶点的距离。
如果通过新加入的顶点可以获得更短的路径,则更新distance[]数组中对应位置的值。
5.最终,distance[]数组中存储了起始顶点到各个顶点的最短距离。
算法实现以下是迪捷斯特拉算法的Python实现:import sysdef dijkstra(graph, start):# 初始化距离数组distance = {vertex: sys.maxsize for vertex in graph}distance[start] = 0# 创建一个集合用于记录已经求得最短路径的顶点visited = set()while len(visited) < len(graph):# 在未访问的顶点中选择距离起始顶点最近的顶点min_distance = sys.maxsizemin_vertex = Nonefor vertex in graph:if vertex not in visited and distance[vertex] < min_distance:min_distance = distance[vertex]min_vertex = vertex# 将选定的顶点加入visited集合visited.add(min_vertex)# 更新起始顶点到其他未访问顶点的距离for neighbor in graph[min_vertex]:if neighbor not in visited:new_distance = distance[min_vertex] + graph[min_vertex][neighb or]if new_distance < distance[neighbor]:distance[neighbor] = new_distancereturn distance算法分析迪捷斯特拉算法的时间复杂度为O(V^2),其中V是图中顶点的个数。
物流行业中的路线规划算法使用方法在物流行业中,路线规划算法的使用至关重要。
它能够帮助物流公司提高运输效率、降低成本,并为客户提供更快、更可靠的交货服务。
本文将介绍物流行业中常用的路线规划算法以及它们的使用方法。
一、最短路径算法最短路径算法是物流行业中常用的一种路线规划算法。
它通过计算各个节点之间的最短路径来确定货物的运输路径。
最短路径算法主要有迪杰斯特拉算法和弗洛伊德算法。
1. 迪杰斯特拉算法迪杰斯特拉算法用于求解单源点到其他所有节点的最短路径。
它通过不断更新起点到各个节点的距离来找到最短路径。
算法步骤如下:(1)初始化距离矩阵和路径矩阵。
(2)选择起点,并将其标记为已访问。
(3)更新与起点相邻节点的距离,如果新距离更短,则更新距离矩阵和路径矩阵。
(4)选择一个未访问的节点,更新距离矩阵和路径矩阵。
(5)重复步骤(4)直到所有节点都被访问。
(6)根据路径矩阵确定最短路径。
2. 弗洛伊德算法弗洛伊德算法用于求解任意两点之间的最短路径。
它通过动态规划的方法,不断更新节点之间的距离,并记录路径信息。
算法步骤如下:(1)初始化距离矩阵和路径矩阵。
(2)对于每对节点,更新距离矩阵和路径矩阵。
(3)重复步骤(2)直到所有节点都被更新。
(4)根据路径矩阵确定最短路径。
二、遗传算法遗传算法是一种模拟自然界进化过程的算法。
在物流行业中,遗传算法能够用于解决多目标路线规划问题,如同时考虑运输成本和时间的最优路线规划问题。
遗传算法主要包括以下步骤:(1)初始化种群,每个个体代表一条路径。
(2)评估个体适应度,根据规划目标计算每条路径的适应度。
(3)选择优秀个体,根据适应度选择一部分个体作为父代。
(4)进行交叉操作,通过基因交换生成新的个体。
(5)进行变异操作,改变少部分个体的部分基因。
(6)评估新个体适应度,计算新个体的适应度。
(7)选择新一代优秀个体。
(8)重复步骤(4)至步骤(7)直到满足终止条件。
三、模拟退火算法模拟退火算法是一种启发式优化算法,常用于求解组合优化问题。
迪杰斯特拉算法C语言实现/*迪杰斯特拉算法算法步骤:(1)初始时,S只包含源点。
(2)从U中选取一个距离v最小的顶点k加入S中(该选定的距离就是v到k的最短路径长度)。
(3)以k为新考虑的中间点,修改U中各顶点的距离;若从源点v到顶点u(u U)的距离(经过顶点k)比原来距离(不经过顶点k)短,则修改顶点u的距离值,修改后的距离值的顶点k的距离加上边上的权。
(4)重复步骤(2)和(3)直到所有顶点都包含在S中。
*/#include#include#include#define M 999void main(){int cost[6][6]={{M,M,10,M,30,100},{M,M,M, M, M,M },{M,5,M, 50,M,M },{M,M,M, M, M,10 },{M,M,M, 20,M,60 },{M,M,M, M, M,M }};typedef struct edge{int adjvex; //边的一个顶点int cost; //权值}edge;int total=0; //计数变量,计算共选择节点多少个int adjvex[6];//保存依次被选中的节点edge lowpathcost[6];//初始值为矩阵的第一行。
char path[6][10]={"0","","","","",""};//以0为初始节点开始计算最短路径 (路径)for(int i=1;i{ lowpathcost[i].cost=cost[0][i];//初始化为M,最短路径长度为矩阵的第一行权值if(cost[0][i]!=M){lowpathcost[i].adjvex=0;//有数据则adjvex置为0cout}}int min;//保存最小权值int minvex;//保存最小权值边的另一顶点int selected[6]={0};//次变量是作为控制已输出的节点不再参与的判断参数coutfor(int num=1;num{min=M;for(i=1;iif(min>lowpathcost[i].cost&&!selected[i])min=lowpathcost[i].cost;//第一次查找为10 即第一行中最小的值minvex=i;//此时i=2}adjvex[++total]=minvex;//此时adjvex[1]为2,存放依次选出的顶点//adjvex[2]=1if(min!=M){cout}selected[minvex]=1; //已参与的节点就置为1for(i=0;iif(!selected[i] && lowpathcost[i].cost>min+cost[minvex][i] && min+cost[minvex][i]{lowpathcost[i].cost=min+cost[minvex][i];lowpathcost[i].adjvex=minvex;}}for(i=1;icoutcoutint eadjvex,sadjvex;char ep[2];for(i=1;ieadjvex=adjvex[i];sadjvex=lowpathcost[eadjvex].adjvex;ep[0]='0'+eadjvex; ep[1]='\0';char tmp[10];strcpy(tmp,path[sadjvex]);strcpy(path[eadjvex],strcat(tmp,ep));// path[e]=sp+ep; coutathcost[eadjvex].cost}}。
迪杰斯特拉算法迪杰斯特拉算法是一种用于在无向图或有向图中找到从一个节点到另一个节点的最短路径的算法,也称为最短路径算法。
它是由著名的科学家爱迪生发明的,后来被保罗迪杰斯特拉命名。
迪杰斯特拉算法是一种基于动态规划的算法,旨在在给定的有向图中找到最短路径。
它的主要特点是将一个大问题分成若干小问题,然后一个个地解决它们,最终获得最优解。
迪杰斯特拉算法的步骤如下:1.始化:根据图的拓扑构造表,确定出发节点和目的节点;2.算:从出发节点开始,逐一计算每个节点到目的节点的最短路径距离;3.踪:跟踪每个节点到目的节点的最短路径;4. 优化:检查每个节点的最短路径距离,如果存在更优的路径,则更新最短路径距离;5.成:当所有节点的最短路径距离都计算出来后,算法结束。
迪杰斯特拉算法虽然很简单,但是却非常有效,只要图是联通的,就能够找到每个节点到目的节点的最短路径,却不必考虑太多复杂性。
迪杰斯特拉算法可以用于许多领域,如交通和物流,电路设计,社会网络分析,计算机网络和银行的交易处理等。
例如,在交通和物流领域,迪杰斯特拉算法可以用来规划最佳路线,即找到从一个地点到另一个地点的最短路径,以便节省旅行时间并最大化出行费用。
对于物流行业,可以使用迪杰斯特拉算法来优化货物快递系统,可以利用它来规划最佳路线,以便尽可能快地将货物运输到指定地点。
此外,迪杰斯特拉算法还可以用于解决计算机网络中的路由问题,如在大型网络内如何转发信息,在多个回路之间如何寻找最短路径等。
它能够有效地处理小延迟和大延迟等不同类型的网络服务。
最后,迪杰斯特拉算法可以用作银行的结算系统,以最快的时间将款项从发件人转移到收件人,以最少的费用和最少的时间。
为此,迪杰斯特拉算法可以提供一种方便快捷的解决方案,通过此方法,可以有效地缩短支付时间,降低银行费用。
以上就是迪杰斯特拉算法的基本原理以及它的应用场景,它在我们的日常生活中发挥着重要的作用,是一种非常有效的算法,值得我们去学习和研究。
迪杰斯特拉算法步骤
迪杰斯特拉算法是一种最短路径算法,常用于计算图中两点之间的最短距离。
下面是迪杰斯特拉算法的步骤:
1. 初始化
首先,我们需要将图中所有节点的距离值设为无穷大,表示当前节点到源节点的距离未知。
同时,将源节点的距离值设为0,表示源节点到自己的距离为0。
2. 制定一个候选集
接下来,我们需要将所有节点分为两类:已确定最短距离的节点和未确定最短距离的节点。
已确定最短距离的节点为源节点,其他节点为未确定最短距离的节点。
3. 选择最近的节点
从未确定最短距离的节点中选择距离源节点最近的节点,并将其设为“已确定最短距离的节点”。
以该节点为起点,更新与其相邻的节点的距离值。
4. 更新距离值
对于所有与新的“已确定最短距离的节点”相邻的节点,计算它们到源节点的距离,并将新的距离值与原先的距离值进行比较。
如果新的距离值更短,则更新该节点的距离值。
5. 重复执行
重复执行步骤3和步骤4,直到所有节点的距离值都被确定为最短距离。
在这个过程中,每个节点都会被更新一次,所以这个算法的
复杂度为O(n)。
6. 输出路径
最后,我们可以通过记录节点的前驱节点,输出源节点到目标节点的最短路径。
迪杰斯特拉算法是一种用于求解单源最短路径的经典算法,它被广泛应用于网络路由、电信领域以及各种其他实际问题中。
本文将从以下几个方面详细介绍迪杰斯特拉算法的原理、实现以及应用,以帮助读者深入理解并掌握该算法。
一、迪杰斯特拉算法的原理迪杰斯特拉算法的核心思想是通过逐步确定从起点到其他顶点的最短路径来求解单源最短路径问题。
其具体原理包括以下几个步骤:1. 初始化:将起点到所有其他顶点的距离初始化为无穷大,起点到自身的距离为0,并建立一个空的集合S来存放已确定最短路径的顶点。
2. 选择最近顶点:从未确定最短路径的顶点中选择距离起点最近的顶点u加入集合S。
3. 更新距离:对于顶点集合V-S中的每个顶点v,如果通过顶点u可以找到一条比当前最短路径更短的路径,则更新起点到顶点v的距离。
4. 重复步骤2和步骤3,直到集合S包含所有顶点。
通过上述步骤,迪杰斯特拉算法可以求解出起点到图中所有其他顶点的最短路径。
二、迪杰斯特拉算法的实现迪杰斯特拉算法可以通过多种数据结构来实现,其中最常见的是使用优先队列来存储未确定最短路径的顶点,并通过松弛操作来更新顶点的距离。
下面将介绍一种基于优先队列的迪杰斯特拉算法实现方法:1. 初始化距离数组dist[],其中dist[i]表示起点到顶点i的最短距离,将所有顶点初始化为无穷大,起点初始化为0。
2. 将起点加入优先队列,并将其距离更新为0。
3. 循环执行以下步骤直到优先队列为空:(1)从优先队列中取出距离起点最近的顶点u。
(2)遍历顶点u的所有邻接顶点v,对于每个邻接顶点v,如果通过顶点u可以找到一条更短的路径,则更新顶点v的距离,并将其加入优先队列。
通过上述实现,我们可以得到起点到所有其他顶点的最短路径。
三、迪杰斯特拉算法的应用迪杰斯特拉算法在实际应用中有着广泛的应用场景,其中最典型的应用包括网络路由、电信领域以及地图路径规划等。
1. 网络路由:在计算机网络中,迪杰斯特拉算法被用于寻找最短路径,以确保数据包以最短的路径到达目的地,提高网络传输效率。
迪杰斯特拉算法步骤
简介
迪杰斯特拉算法(Dijkstra’s algorithm)是一种用于在加权图中找到最短路径的算法。
它由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·迪杰斯特拉于1956年提出,并被广泛应用于网络路由和地图导航等领域。
迪杰斯特拉算法的基本思想是从一个起点到其他所有顶点的最短路径逐步扩展,直到找到目标顶点的最短路径为止。
算法步骤
迪杰斯特拉算法的步骤如下:
步骤一:初始化
1.创建一个空的最短路径表,用于保存每个顶点到起点的最短路径长度。
2.将起点的最短路径长度设置为0,将其他顶点的最短路径长度设置为无穷大
(表示尚未计算出最短路径)。
3.创建一个空的已访问集合,用于保存已经计算过最短路径的顶点。
步骤二:选择最短路径顶点
1.从起点开始,选择一个未访问的顶点,其最短路径长度最小。
2.将该顶点标记为已访问。
步骤三:更新最短路径
1.对于当前选择的顶点,遍历其所有邻接顶点。
2.如果通过当前选择的顶点到达邻接顶点的路径长度小于该邻接顶点的最短路
径长度,则更新该邻接顶点的最短路径长度。
步骤四:重复步骤二和步骤三
1.重复步骤二和步骤三,直到所有顶点都被访问过或者找到目标顶点的最短路
径。
步骤五:输出最短路径
1.根据最短路径表,可以得到起点到每个顶点的最短路径长度。
2.根据最短路径表和邻接矩阵,可以还原出起点到每个顶点的最短路径。
实例演示
为了更好地理解迪杰斯特拉算法的步骤,我们以一个简单的示例来进行演示。
假设有以下加权无向图:
A
/ \
2 3
/ \
B---4----C
\ 2 /
\ /
1 5
\ /
D
我们的目标是求取顶点A到其他所有顶点的最短路径。
1.初始化最短路径表和已访问集合:
–最短路径表:A(0), B(∞), C(∞), D(∞)
–已访问集合:空
2.选择最短路径顶点:起始顶点A的最短路径长度为0,因此选择A作为当前
最短路径顶点。
3.更新最短路径:
–从A出发,到达B的路径长度为2,小于B当前的最短路径长度(正无穷),因此更新B的最短路径长度为2。
–从A出发,到达C的路径长度为3,小于C当前的最短路径长度(正无穷),因此更新C的最短路径长度为3。
–从A出发,到达D的路径长度为1,小于D当前的最短路径长度(正无穷),因此更新D的最短路径长度为1。
4.重复步骤2和步骤3:
–此时已访问集合中有A和D两个顶点,选择未访问的最短路径顶点。
根据最短路径表,D的最短路径长度最小,因此选择D作为当前最短
路径顶点。
–更新最短路径:
•从D出发,到达B的路径长度为3,小于B当前的最短路径长
度(2),因此更新B的最短路径长度为3。
•从D出发,到达C的路径长度为4,小于C当前的最短路径长
度(3),因此更新C的最短路径长度为4。
5.重复步骤2和步骤3:
–此时已访问集合中有A、D和B三个顶点,选择未访问的最短路径顶点。
根据最短路径表,B的最短路径长度最小,因此选择B作为当前
最短路径顶点。
–更新最短路径:
•从B出发,到达C的路径长度为4,等于C当前的最短路径长
度,不需要更新。
•从B出发,到达D的路径长度为4,等于D当前的最短路径长
度,不需要更新。
6.最后的最短路径表为:
–最短路径表:A(0), B(2), C(4), D(1)
根据最短路径表和邻接矩阵,可以还原出起点A到其他顶点的最短路径: - A->B->D,路径长度为3 - A->C,路径长度为4 - A->D,路径长度为1
总结
迪杰斯特拉算法是一种用于在加权图中找到最短路径的算法。
它的核心思想是通过不断更新顶点的最短路径长度,逐步求解起点到其他所有顶点的最短路径。
迪杰斯特拉算法的步骤包括初始化、选择最短路径顶点、更新最短路径、重复选择和更新、输出最短路径。
通过实例演示,我们可以更好地理解迪杰斯特拉算法的过程和原理。
通过迪杰斯特拉算法,我们可以在实际应用中找到最短路径,从而实现网络路由优化、地图导航等功能。