(1.2.6.7)点对之间最短距离--Floyd算法

Floyd算法

    Dijkstra算法是用于解决单源最短路径问题的,Floyd算法则是解决点对之间最短路径问题的。Floyd算法的设计策略是动态规划,而Dijkstra采取的是贪心策略。当然,贪心算法就是动态规划的特例。

算法思想

    点对之间的最短路径只会有两种情况:

  1. 两点之间有边相连,weight(Vi,Vj)即是最小的。
  2. 通过另一点:中介点,两点相连,使weight(Vi,Vv)+weight(Vv,Vj)最小。
Min_Distance(Vi,Vj)=min{weight(Vi,Vj),weight(Vi,Vv)+weight(Vv,Vj)}。正是基于这种背后的逻辑,再加上动态规划的思想,构成了Floyd算法。故当Vv取完所有顶点后,Distance(Vi,Vj)即可达到最小。Floyd算法的起点就是图的邻接矩阵。

(2)Floyd算法过程矩阵的计算----十字交叉法

方法:两条线,从左上角开始计算一直到右下角 如下所示

给出矩阵,其中矩阵A是邻接矩阵,而矩阵Path记录u,v两点之间最短路径所必须经过的点

相应计算方法如下:

(1.2.6.7)点对之间最短距离--Floyd算法_第1张图片

(1.2.6.7)点对之间最短距离--Floyd算法_第2张图片

(1.2.6.7)点对之间最短距离--Floyd算法_第3张图片

最后A3即为所求结果

 

3.算法代码实现

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typedef struct          
{        
    char vertex[VertexNum];                                //顶点表         
    int edges[VertexNum][VertexNum];                       //邻接矩阵,可看做边表         
    int n,e;                                               //图中当前的顶点数和边数         
}MGraph; 

void Floyd(MGraph g)
{
   int A[MAXV][MAXV];
   int path[MAXV][MAXV];
   int i,j,k,n=g.n;
   for(i=0;i<n;i++)
      for(j=0;j<n;j++)
      {   
             A[i][j]=g.edges[i][j];
            path[i][j]=-1;
       }
   for(k=0;k<n;k++)
   { 
        for(i=0;i<n;i++)
           for(j=0;j<n;j++)
               if(A[i][j]>(A[i][k]+A[k][j]))
               {
                     A[i][j]=A[i][k]+A[k][j];
                     path[i][j]=k;
                } 
     } 
} 
复制代码

算法时间复杂度:O(n3)


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