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最短路径—Dijkstra算法和Floyd算法

http://www.cnblogs.com/biyeymyhjob/archive/2012/07/31/2615833.html

上面的链接讲解的比较详细,下面是我自己的理解

Dijkstra算法

1.定义

Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的单源最短路径算法,用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。也就是从一个顶点出发,往外层层遍历,直到终点,此过程也得到了此顶点到其余任意点的最短路径(距离)。(此算法要求图中不存在负权

 

权值就是距离

2.算法描述

1)算法思想:

设G=(V,E)是一个带权有向图,把图中顶点集合V分成两组,第一组为已求出最短路径的顶点集合S(S for Sure初始时S中只有一个源点,以后每求得一条最短路径 , 就将顶点加入到集合S中,直到全部顶点都加入到S中,算法就结束了),第二组为其余未确定最短路径的顶点集合U(U for Unsure)。

初始时,所有除v0=0外,其余所有顶点权值为∞。从S中新加入的顶点v(最开始为v0)出发,遍历U中与v有边的顶点,将权值最小(边最短)顶点v‘min加入到S中,以v‘min为中间点,修正与v‘有边的顶点的权值(v-->v‘min-->v‘‘ 小于 v-->v‘‘,若大于则不用修改),直到U中的顶点全部加入到了S中。

2)算法步骤

  a.初始时,S只包含源点,即S={v0},v0的权值为0。U包含除v0外的其他顶点,即:U={其余顶点},其余顶点的权值为∞

  b.从S中新加入的顶点v初始时为v0)出发,从U中选取一个距离v最小的顶点v‘min,把v‘min加入S中(该选定的距离就是v到v‘的最短路径长度)。

  c.以v‘min为新考虑的中间点,修改U中各顶点的权值;若v-->v‘min-->v‘‘ 小于 v-->v‘‘,若大于则不用修改 (如果原来为∞显然是要修改的)

  d.重复步骤b和c直到所有顶点都包含在S中。

 

执行动画过程如下图

 

算法时间复杂度为O(n2)

 

3.算法代码实现:

----------------------------------------以后再加----------------------------------------

 

 

 

Floyd算法

1、定义

Floyd-Warshall算法(Floyd-Warshall algorithm)是解决任意两点间的最短路径的一种算法,可以正确处理有向图或负权的最短路径问题,同时也被用于计算有向图的传递闭包。Floyd-Warshall算法的时间复杂度为O(N3),空间复杂度为O(N2)

求所有顶点至所有顶点的最短路径

2、算法描述

1)算法思想

   Floyd算法是一个经典的动态规划算法。用通俗的语言来描述的话,首先我们的目标是寻找从点i到点j的最短路径。从动态规划的角度看问题,我们需要为这个目标重新做一个诠释(这个诠释正是动态规划最富创造力的精华所在)

      从任意节点i到任意节点j的最短路径不外乎2种可能,1是直接从i到j,2是从i经过若干个节点k到j。所以,我们假设Dis(i,j)为节点u到节点v的最短路径的距离,对于每一个节点k,我们检查Dis(i,k) + Dis(k,j) < Dis(i,j)是否成立,如果成立,证明从i到k再到j的路径比i直接到j的路径短,我们便设置Dis(i,j) = Dis(i,k) + Dis(k,j),这样一来,当我们遍历完所有节点k,Dis(i,j)中记录的便是i到j的最短路径的距离。

2)算法描述: 

a.从任意一条单边路径开始。所有两点之间的距离是边的权,如果两点之间没有边相连,则权为无穷大。   

b.对于每一对顶点 u 和 v,看看是否存在一个顶点 w 使得从 u 到 w 再到 v 比己知的路径更短。如果是更新它。

 

------------------未完待续----------------------

 

最短路径—Dijkstra算法和Floyd算法