Dijkstra算法

Dijkstra算法

迪杰斯特拉算法是经典的最短距离算法,Dijkstra算法可以计算任意节点到其他节点的最短路径。

适用范围:适用于边权为正的图中

算法流程:Dijkstra算法通过从起始节点往相邻节点不断进行扫描,更新dist数组、path数组和set数组。

【第一步:初始化】如下图所示根据有向图初始化下面三个数组,分别是

dist数组(规定为当前点到起始点的距离,初始化0点距离0点距离为0,1点距离0点距离为4,2点距离0点距离为6,3点距离0点距离为6,由于其它点未有直接边与0点相连所以距离初始化为无穷)

path数组(存储路径信息,即当前节点距离起始点最近距离的那个路径上当前点的上一个节点,比如1点在当前最短距离4上其前一个顶点为0,2号点在当前最短距离6上其前一个顶点为0,根据path数组信息最后可以回溯出最短距离路径)、

set数组(标记顶点是否被访问过,未访问设0,访问设1)

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【第二步:扫描1号点】遍历set集合中设0的顶点,假如扫描点为1号点,接下来遍历顶点2、3、4、5和6。首先是2号点,从0=>1=>2距离为5,小于当前的0=>3的距离,所以对dist和path进行更新;然后3号点,从0=>1=>3由于1号顶点到3号点没有直接相连线段所以0=>1=>3距离设置为无穷大,不对dist和path进行更新;然后4号点,从0=>1=>4距离为11,相比0=>4的距离无穷大,进行更新dist为11,path更新为1;然后5号和6号点,由于从1号点没有直接连接线段抵达其距离为无穷大,则不需要进行更新。

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【第三步:扫描2号点】距离0=>1=>2=>3距离为6,等于0=>3,不更新;距离0=>1=>2=>4距离为11,等于0=>1=>4,不做更新;0=>1=>2=>5距离为9,小于无穷大,更新;2号点到6号点没有边连接,所以距离无穷大不做更新。

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【第四步:扫描3号点】由0=>3=>4/6由于没有直接相连的边,距离无穷大,不更新;0=>3=>5距离为11,大于0=>1=>2=>5距离9所以也不做更新;

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【第五步:扫描5号点】扫描0=>1=>2=>5=>4号距离为10,小于原来4号距离0点的距离,进行更新;0=>1=>2=>5=>6距离17,小于无穷大,进行更新。

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【第六步:扫描4号点】距离0=>1=>2=>5=>4=>6距离为16,小于前面17则进行更新;

Dijkstra算法

【第七步】最后剩余目标节点,整个遍历结束,通过path数组进行回溯,得到最终的最短距离为6<=4<=5<=2<=1<=0

总结:Dijkstra算法以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点位置,扩展中不断对各点距离起始点最短距离进行更新。