最短路径算法(Dijstra)

最短路径算法(Dijstra)_第1张图片

在上面无向图,要求从点A到点D的最短路径, 每 相邻2点之间距离已标注在路径之间,如点A、B之间距离为2。

解决上面的问题,这里我们采用基于贪心算法的Dijstra算法,当然也有其他的算法可以解决,如动态规划等。
(Dijkstra)算法思想
  按路径长度递增次序产生最短路径算法:
  把V分成两组:
  (1)S:已求出最短路径的顶点的集合
  (2)V-S=T:尚未确定最短路径的顶点集合
   将T中顶点按最短路径递增的次序加入到S中
   保证:1)从源点V0到S中各顶点的最短路径长度都不大于 从V0到T中任何顶点的最短路径长度
             2)每个顶点对应一个距离值
  S中顶点:从V0到此顶点的最短路径长度
     T中顶点:从V0到此顶点的只包括S中顶点作中间 顶点的最短路径长度
  依据:可以证明V0到T中顶点Vk的最短路径,或是从V0到Vk的 直接路径的权值;或是从V0经S中顶点到Vk的路径权值之和
最短路径算法(Dijstra)_第2张图片

步骤 S集合中 U集合中
1 选入A,此时S={A},此时最短路径A->A=0,以A为中间点,从A开始找 U={B,C,D,E,F,G,H},
A->B=2,
A->G=6,
A->U中其他顶点=∞
发现A->B=2距离最短
2 选入B,此时S={A,B},此时最短路径A->A=0,A->B=2,以B为中间点,从B开始找 U={C,D,E,F,G,H},
A->B->E=4,
A->G=6,
A->B->C=9
A->U中其他顶点=∞
发现A->B->E=4距离最短
3 选入E,此时S={A,B,E},此时最短路径A->A=0,A->B=2, A->B->E=4,以E为中间点,从E开始找 U={C,D,F,G,H},
A->B->E->G=5(比上面第一步中A->G=6要短),此时到G的距离为A->B->E->G=5,
A->B->C=9,
A->B->E->F=6,
A->U中其他顶点=∞
发现A->B->E->G=5距离最短
4 选入G,此时S={A,B,E,G},此时最短路径A->A=0,A->B=2, A->B->E=4, A->B->E->G=5,以G为中间点,从G开始找 U={C,D,F,H},
A->B->E->G->H=9,
A->B->C=9,
A->B->E->F=6,
A->U中其他顶点=∞
发现A->B->E->F=6距离最短
5 选入F,此时S={A,B,E,G,F},此时最短路径A->A=0,A->B=2,A->B->E=4, A->B->E->G=5,A->B->E->F=6,以F为中间点,从F开始找 U={C,D,H},
A->B->E->F->H=8(比上面第四步中A->B->E->G->H=9要短),此时到H的距离为A->B->E->F->H=8,
A->B->E->F->C=9 (与上面第2步A->B->C=9相等),
A->U中其他顶点=∞
发现A->B->E->F->H=8距离最短
6 选入H,此时S={A,B,E,G,F,H},此时最短路径A->A=0,A->B=2,A->B->E=4, A->B->E->G=5,A->B->E->F=6,
A->B->E->F->H=8,以H为中间点,从H开始找
U={C,D},
A->B->E->F->H->D=10,
A->B->E->F->C=9 (与上面第2步A->B->C=9相等),
A->U中其他顶点=∞
发现A->B->C=8距离最短
7 选入C,此时S={A,B,E,G,F,H,C},此时最短路径A->A=0,A->B=2,A->B->E=4, A->B->E->G=5,A->B->E->F=6,
A->B->E->F->H=8,A->B->C=9,以C为中间点,从C开始找
U={D},
A->B->E->F->H->D=10,
A->B->C->D=12(A->B->E->F-C->D=12),
发现A->B->E->F->H->D=10距离最短
8 选入D,此时S={A,B,E,G,F,H,C,D},
此时最短路径A->A=0,A->B=2,A->B->E=4, A->B->E->G=5,A->B->E->F=6,
A->B->E->F->H=8, A->B->E->F->H->D=10,以D为中间点,从D开始找
U中集合已空,查找完毕

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