对于固定起点的最短路算法,我们称之为单源最短路算法。单源最短路算法很多,最常见的就是dijkstra算法。
dijkstra主要用的是一种贪心的思想,就是说如果i…s…t…j是最短路,那么i和j之间的任意两点s,t之间也一定是最短路,非常好证,如果s,t之间不是最短路,那么必然存在最短路,那么i到j也不是最短路造成了矛盾。
而dijkstra就是运用这样的思想,把起点首先放进一个集合S中,其他的点在另一个集合中,每次取起点经过集合S中的点可达的最短路的点,加入到集合S中,并且根据新加入的店刷新一遍最短路。直到所有的点都在集合S中。
如上图,假设以1为起点,dis[i]为起点到i点的最短距离,如果没法直达则为INF
第一次:S中只有1,那么1能直达的点有2,3,取路径最短的3加入S,并更新一遍dis,发现6可达,dis[6] = 20;
第二次:S中有1,3,可达的有2,6,取2,则4,5可达,dis[4] = 21,dis[5] = 10;
第三次:S中有1,2,3,可达的有4,5,6,取5,到4多了新路径且比原来近,更新dis[4] = 13;
第四次:S中有1,2,3,5,可达的有4,6,取4,到6多了新路径且比原来近,更新dis[6] = 15;
第五次:S中有1,2,3,4,5,可达的有6,只有6不在S中,取6,不更新,完成算法
要注意的是外围循环是除了起点外的点数,如果多一次,pos会无法赋值因为所有的点都遍历过了,造成变量没有初始化而程序崩溃。
代码如下:
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
using namespace std;
const int maxn = 10;
int map[maxn][maxn], dis[maxn];
int n; //点数
void init()
{
for (int i = 1; i <= n; i++)
for (int j = 1; j <= n; j++)
map[i][j] = 0x3f3f3f;
memset(dis, 0, sizeof(dis));
}
void dijkstra(int v0)
{
for (int i = 1; i <= n; i++)
dis[i] = map[v0][i];
map[v0][v0] = 0;
for (int i = 1; i < n; i++) //注意循环的次数,如果到n,最后一次所有的map[i][i]都是0,pos找不到值会崩溃,如果初始化为0则dis[i]最后全是0(dis[0] = 0)
{
int min_dis = 0x3f3f3f3f,pos;
for (int j =1; j <= n; j++)
{
if (map[j][j] && dis[j] < min_dis) //遍历所有点找到距离v0最小的点,记录下距离,并将其加入已计算的集合,将其编号用pos记录下来
min_dis = dis[pos = j];
}
map[pos][pos] = 0; //用map[i][i]来表示某个点是否被访问过,节省空间
for (int j = 1; j <= n; j++)
{
dis[j] = min(dis[j], dis[pos] + map[pos][j]); //用新添加的点来更新一边dis
}
}
}
int main()
{
freopen("input.txt", "r", stdin);
int m,u,v,w,target;
scanf("%d%d", &n,&m);
init();
while (m--)
{
scanf("%d%d%d", &u, &v, &w);
map[u][v] = map[v][u] = w;
}
scanf("%d", &target);
dijkstra(target);
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
printf("%d : %d\n", i, dis[i]);
}
return 0;
}
但要注意的是,dijkstra不能计算含有负权的图的最短路,因为一直加负数始终会比原来的小。
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