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如何记录Dijkstra最短路径的过程
Dijkstra算法 假设找出v0到其他顶点的最短路径 s[N]初始化为0,如果找到v0到vn的最短路径则把s[n]置一 dist[N]初始化为v0到其他顶点的直接路径,两个没相连的顶点用MAX值代入 1.从所有未找到最短路径的顶点中找出dist最小的数值的下标u,所以s[u]置位。 2.用v0到vu的长度加上vu到其他顶点的长度,如果发现比dist中的小,则更新dist中的数值,但注意此时无需把s[]置位,因为此时得到的并不一定是最短路径。然后跳回1,重新检查v0到s[]中还没被置位的顶点。
通过算法我们可以写代码算出各个最短路径的数值,可是问题来了:最短路径是得到了,可是最短路径该怎么走,我们却还是不知道。总不能再写出多个可能路径,再一一检查距离值和最短路径值是否相同吧。这样得到的结果显然没有太多实际意义。 其实,在之前分析的算法当中,least_dst = dist[u];dist[i] = least_dst + v[u][i];已经包含了顶点到顶点的信息,那么只要把这些信息记录下来,最短路径的过程也就得到了。 那么应该采取什么数据结构来记录这些数据呢?经过了一天多的思考和反复的试验,我最终采用了队列。每个起点到顶点的路径都对应一个记录经历过什么顶点的队列。
为 什么选择队列?因为每次更新路径时,其实就是把最短路径经历过的顶点再加上新的终点(在程序中,最终顶点是在确定为最短路径时才入队列的)。而使用队列的 出列和入列,就能做到既把顶点值给其他的队列,又能保证本身队列中顶点值按原先顺序存放(每次出列前判断是否是队头元素,如果不是才出列)。 在每次更新前都要清空队列,这样才能使队列记录有效的顶点。当运算得出各个最短路径时,最短路径的过程也就得到了。
#define INF const static int v[N][N] = {...}; int find_least(int array[], int s[]) { int min; int i; int flag = 0; for (i = 0; i < N; i++) { if (0 == s[i]) { if (!flag) { flag = 1; min = i; } else { if (array[i] < array[min]) { min = i; } } } } return min; } int main(void) { int s[N] = {0}; int dist[N]; int start_vet; int u; int least_dst; int i; int count = 0; int temp; sequeue* record[N]; printf("input the vertex to start: "); scanf("%d", &start_vet); for (i = 0; i < N; i++) { dist[i] = v[start_vet][i]; record[i] = CreateSequeue(); EnQueue(record[i], start_vet); } s[start_vet] = 1; while (count++ < N - 1) { u = find_least(dist, s); least_dst = dist[u]; s[u] = 1; EnQueue(record[u], u); for (i = 0; i < N; i++) { if (least_dst + v[u][i] < dist[i]) { dist[i] = least_dst + v[u][i]; ClearSequeue(record[i]); EnQueue(record[i], start_vet); temp = DeQueue(record[u]); EnQueue(record[u], temp); while (GetTopQueue(record[u]) != start_vet) { temp = DeQueue(record[u]); EnQueue(record[i], temp); EnQueue(record[u], temp); } } } } //record output return 0; }
如何记录Dijkstra最短路径的过程