PAT 数据结构 06-图5. 旅游规划(25)Dijkstra最短路径算法

有了一张自驾旅游路线图,你会知道城市间的高速公路长度、以及该公路要收取的过路费。现在需要你写一个程序,帮助前来咨询的游客找一条出发地和目的地之间的最短路径。如果有若干条路径都是最短的,那么需要输出最便宜的一条路径。

输入格式说明:

输入说明:输入数据的第1行给出4个正整数N、M、S、D,其中N(2<=N<=500)是城市的个数,顺便假设城市的编号为0~(N-1);M是高速公路的条数;S是出发地的城市编号;D是目的地的城市编号。随后的M行中,每行给出一条高速公路的信息,分别是:城市1、城市2、高速公路长度、收费额,中间用空格分开,数字均为整数且不超过500。输入保证解的存在。

输出格式说明:

在一行里输出路径的长度和收费总额,数字间以空格分隔,输出结尾不能有多余空格。

样例输入与输出:

序号 输入 输出
1
4 5 0 3
0 1 1 20
1 3 2 30
0 3 4 10
0 2 2 20
2 3 1 20
3 40
2
2 1 0 1
1 0 2 3
2 3


第一次用代码把这个Dijkstra这个经典的最短路径算法实现出来。。。。

关键在于模型的建立,数据结构和算法对了,写出代码就是顺理成章的事。

对于每个城市结点,我们需要记录其序号,到起点的总路程和总费用,刚开始已确定的城市只有起点城市一个,剩余城市都在未确定的城市集合中。

每次对未确定的城市集合进行排序,取出最小的(到起点最近最省钱)进行处理,判断用该城市作为其他未确定城市的前驱是否更优,若是,则更新其他未确定城市到起点的总路程和总费用。

PS:如果要输出路径的话,可添加一个数组,用于更新城市数据时记录其前驱城市。

<pre name="code" class="cpp">/*2015.7.16cyq*/
//最短路径,Dijkstra算法
#include <iostream>
#include <vector>
#include <fstream>
#include <algorithm>
using namespace std;

const int MAX=2147483647;
//ifstream fin("case1.txt");
//#define cin fin
struct road{
	int length;
	int money;
	road(int len,int mon):length(len),money(mon){}
};
struct city{
	int cityNum;	//城市序号
	int totalLength;//到起点的总路程
	int totalMoney;	//到起点的总费用

	city(int num,int len,int mon):cityNum(num),totalLength(len),
		totalMoney(mon){}//构造函数

	bool operator < (const city &a)const{//重载<操作符
		if(totalLength<a.totalLength)
			return true;
		else if(totalLength==a.totalLength){//路程相等情况下,费用低的小
			if(totalMoney<a.totalMoney)
				return true;
		}
		return false;
	}
};
int main(){
	int N,M,S,D;
	cin>>N>>M>>S>>D;
	vector<vector<road> > edges(N,vector<road>(N,road(-1,-1)));//-1,表示没有路
	int a,b,c,d;
	while(M--){
		cin>>a>>b>>c>>d;
		edges[a][b].length=c;
		edges[b][a].length=c;
		edges[a][b].money=d;
		edges[b][a].money=d;
	}
	
	city cur(S,0,0);//当前城市,路程和费用都为0
	vector<city> UD;//未确定的城市集合
	for(int i=0;i<N;i++){
		if(i!=S)
			UD.push_back(city(i,MAX,MAX));
	}
	//vector<int> pathPre(N,-1); //该数组可用于记录每个城市的前驱,用于逆序输出路径
	while(cur.cityNum!=D){
		for(auto it=UD.begin();it!=UD.end();it++){//用当前城市作中转点,对未确定的城市进行修正,更新其到起点的路程和费用
			if(edges[cur.cityNum][(*it).cityNum].length>0){//有路
				int tmpL=cur.totalLength+edges[cur.cityNum][(*it).cityNum].length;
				if(tmpL<(*it).totalLength){
					(*it).totalLength=tmpL;
					(*it).totalMoney=cur.totalMoney+edges[cur.cityNum][(*it).cityNum].money;
					//pathPre[(*it).cityNum]=cur.cityNum; 
				}else if(tmpL==(*it).totalLength){
					int tmpM=cur.totalMoney+edges[cur.cityNum][(*it).cityNum].money;
					if(tmpM<(*it).totalMoney){
							(*it).totalMoney=cur.totalMoney+edges[cur.cityNum][(*it).cityNum].money;
							//pathPre[(*it).cityNum]=cur.cityNum; 
					}
				}
			}
		}
		sort(UD.begin(),UD.end());//每次修正完所有未确定城市后要进行排序(默认<,已重载过)
		cur=UD[0];//对离起点最近最省钱的城市进行操作
		UD.erase(UD.begin());//该城市确定,从未确定城市的集合中删除
	}
	cout<<cur.totalLength<<" "<<cur.totalMoney<<endl;
	//逆序输出路径
	//int k=cur.cityNum;
	//while(k!=-1){
	//	cout<<k<<" ";
	//	k=pathPre[k];
	//}
	return 0;
}

    原文作者:Dijkstra算法
    原文地址: https://blog.csdn.net/tuzigg123/article/details/46910771
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
点赞