我们知道求图的最短路有Dijkstra应用于无负权的算法,也有应用于有负权的Bellman0-Ford算法,但是当源点有多个呢?难道我们要调用n次的Dijkstra算法?有没有其它的算法呢?这是当然的,Floyd-Warshall就是用来解决这个问题的,也许有学过的人会说这个算法的效率太低,为O(n^3)但是,当摊销到每一条路上时,其效率为O(V)还是很高的,很实用的一个算法。
Floyd-Warshall算法是基于最短路的子路也一定是最短路这一最优子结构,加上动态规划思想来实现的,对于图中,我们假设dij(k)表示从结点Vi到结点Vj的最短路,k为其上标,表示在dij这条最短路的中间结点是属于{1,2,3....k}这个集合的,所以我们假设有结点P,集合S为{1,....k},集合Q为S-{p},那么对于dij(k)这条最短路,结点k要么在其上,要么不在,所以我们有
Dij(k) = min(Dij(k-1),Dik(k-1) + Dkj(k - 1))。
接着我们用递推来减少重复的运算,算法如下:
#include <stdio.h> //和算法导论中Floyd-Warshall算法,在图的存储中采用邻接矩阵不同,我们采用邻接链表来 //存图,并且完成该算法 #define MAXN 1000 #define INF 1 << 30 int first[MAXN + 1]; int next[MAXN + 1]; int d[MAXN + 1][MAXN + 1]; int c[MAXN + 1][MAXN + 1]; int u[MAXN + 1]; int v[MAXN + 1]; int w[MAXN + 1]; int n,m; int main(){ while(scanf("%d%d",&n,&m) != EOF){ for(int i = 1; i <= n; i++){//Init,0代表NULL first[i] = 0; } for(int i = 1; i <= m; i++){ next[i] = 0; } for(int e = 1; e <= m; e++){//构建邻接链表 scanf("%d%d%d",u + e, v + e, w + e); next[e] = first[u[e]]; first[u[e]] = e; } //动态规划初始化 for(int i = 1; i <= n; i++){ for(int j = 1; j <= n; j++){ d[i][j] = INF; c[i][j] = i == j?1 : 0; } d[i][i] = 0; for(int e = first[i]; e != 0; e = next[e]){ d[i][v[e]] = w[e]; c[i][v[e]] = 1; } } //从最底层开始递推 for(int k = 1; k <= n; k++){ for(int i = 1; i <= n; i++){ for(int j = 1; j <=n ; j++){ if(d[i][k] != INF && d[k][j] != INF) d[i][j] <?= d[i][k] + d[k][j]; c[i][j] = c[i][j] || c[i][k] && c[k][j]; } } } for(int i = 1; i <=n ; i++){ for(int j = 1; j <= n; j++){ printf("V(%d)到V(%d)的最短路存在:%d,值为:%d\n",i,j,c[i][j],d[i][j]); } } } return 0; }
2013 04 30
By ACReaper