Dijkstra算法
Dijkstra算法是图算法中最最常见的,也是最基础的,知名度最高的算法。
算法用途
解决带权重的有向图的单源最短路径问题,其中所有边的权重为非负值。一种贪婪算法。
算法描述
从源点起重复选择到源点最近路径的结点,并且修正未选择结点到源点的最短路径,只到所有结点全部选择到。
算法实现过程
算法实现的过程如下图表所示:
参考《数据结构与算法分析-Java语音描述》,推荐阅读,很不错。这里把图和表适当的修改,更加简洁清楚。喜欢深入研究的推荐这本书和《算法导论》。
图中要找到从源点V1到其他各点的最短路径。
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图1-1和表1-1,是初始化的图的形态,V1为源点,其他点目前均是不可达的状态,而且未被选中。
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寻找源点V1可以达到的邻接结点,V2和V4,修改与源点的距离,找到更小距离的结点V4。
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V4被选中,找它未被选中的邻接结点V3、V5、V6和V7,更新这四个邻接结点与源点的距离,找到可达结点中更小距离的结点V2。
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V2被选中,其未被选中邻接结点V5,经过V2到达的距离为12,大于当前的3,不更新结点与源点的距离。在当前可达结点中找到最小距离的结点V5(也可能是V3,因为距离都是3,由算法随机遍历选中的,这里选中V5)。V7是V5唯一的临界结点,经过V5达到V7的距离是9,小于当前的距离5,不需要调整。
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然后选择V3,其未被选中的邻接结点为V6。经过V6到达V6的距离为3+5=8,小于当前9,更新V6与源点的距离。
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余下的两个节点V6和V7,选中V7。到达V6的距离,经过V7后更新为5+1=6(6小于当前的8)。
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最后选择V6。至此,找到源点到所有结点的最短路径。
算法总结
Dijkstra算法是典型的贪婪算法,每一步都是在当前基础上寻找最短距离的结点,直到所有结点被选中,算法结束。按照图示一步步的模拟算法的执行过程对于算法的理解很有帮助。