欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页

【算法设计与分析】 单源最短路径(贪心算法) Dijkstra

程序员文章站 2022-05-23 09:57:41
...

【算法设计与分析】 单源最短路径(贪心算法) Dijkstra

【问题描述】
Dijkstra算法解决的是带权重的有向图上单源最短路径问题。所有边的权重都为非负值。设置顶点集合S并不断地作贪心选择来扩充这个集合。使用最小堆数据结构构造优先队列。第1个顶点为源。

【输入形式】
在屏幕上输入顶点个数和连接顶点间的边的权矩阵。

【输出形式】
从源到各个顶点的最短距离及路径。

【样例输入】

5
0 10 0 30 100
0 0 50 0 0
0 0 0 0 10
0 0 20 0 60
0 0 0 0 0

【样例输出】

10: 1->2
50: 1->4->3
30: 1->4
60: 1->4->3->5

【样例说明】
输入:顶点个数为5。连接顶点间边的权矩阵大小为5行5列,位置[i,j]上元素值表示第i个顶点到第j个顶点的距离,0表示两个顶点间没有边连接。
输出:每行表示源1到其余各顶点的最短距离及路径,冒号后有一空格。如果源1到该顶点没有路,则输出:“inf: 1->u”,其中u为该顶点编号。

【题解代码】

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <queue>
#include <stack>
using namespace std;
const int INF=0x3f3f3f3f;//无穷大 
int n,g[105][105],dis[105],pre[105],vis[105];
struct edge
{
	int u,v,d;//边的起点、终点、权值 
	bool operator < (const edge &a) const
	{
		return d>a.d;
	}
};
int main()
{
	ios::sync_with_stdio(0),cin.tie(0),cout.tie(0);
	cin>>n;
	for(int i=1;i<=n;i++)
	for(int j=1;j<=n;j++)
	{
		cin>>g[i][j];
		if(g[i][j]==0)
			g[i][j]=INF;
	}
	priority_queue<edge> q;//优先队列 
	int temp=1,cnt=0;//当前顶点和边数 
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		if(i!=temp)
		{
			pre[i]=temp;
			dis[i]=g[temp][i];
			q.push({temp,i,g[temp][i]});
		}
	}//从结点temp开始,此题为从结点1开始 
	while(!q.empty())
	{
		edge t=q.top();
		q.pop();
		int v=t.v;
		if(vis[v]) continue;//已经在已加入点的集合当中 
		vis[v]=1;
		cnt++;
		if(cnt==n-1) break;
		temp=v;
		for(int i=1;i<=n;i++)
		{
			if(!vis[i]&&dis[temp]+g[temp][i]<dis[i])
			{
				dis[i]=dis[temp]+g[temp][i];
				pre[i]=temp;
				q.push({temp,i,dis[temp]+g[temp][i]});
			}
		}//更新优先队列 
	}
	for(int i=2;i<=n;i++)
	{
		if(dis[i]==INF)
		{
			cout<<"inf: 1->"<<i<<endl;
			continue;
		}//如果源1到该顶点没有路,则输出:"inf: 1->u" 
		stack<int> s;
		int t=i;
		while(t!=0)
		{
			s.push(t);
			t=pre[t];
		}
		cout<<dis[i]<<": "<<s.top();
		s.pop();
		while(!s.empty())
		{
			cout<<"->"<<s.top();
			s.pop();
		}
		cout<<endl;
	}//输出结果 
	return 0;
}
相关标签: 算法