贪心算法----最短路径问题

贪心算法通常用来求解最优化问题,即量的最大化或最小化,通常包含一个用以寻找局部最优解的迭代过程,在某些实例当中,这些局部最优解转变成全局最优解,而在另外一些情况,则无法找到最优解

问题:

计算从源到所有其他各个顶点的最短路径长度???

伪代码如下:DIJKSTRA

输入:含权有向图G=(V,E),V={1,2,...,n}。

输出:G中顶点1到其他顶点的距离

X={1};     Y←V-{1};     λ[1]←0

for y←2 to n

    if y 相邻于1 then λ[y]←length[1,y]

    else λ[y]←∞

end if

end for

for j←1 to n-1

    令y∈Y,使得λ[y]为最小

    X←X∪{y}   {将顶点y加入X}

    Y←Y∪{y}   {将顶点y从Y中删除}

    for 每条边(y,m)

        if w∈Y and λ[y]+length[y,m]<λ[w]   then

            λ[w]←λ[y]+length[y,m]

    end for

end for


此算法时间复杂度:Θ(n²)

如果用最小堆数据结构,输入算法用邻接表,会使时间复杂度降到Θ(mlogn)



详细算法如下:

#include<stdio.h>

#include<iostream>

#include<vector>

using namespace std;

int maxint=65535;

int c[6][6]={{0,0,0,0,0,0},{0,0,10,65535,30,100},{0,65535,0,50,65535,65535},{0,65535,65535,0,65535,10},{0,65535,65535,20,0,60},{0,65535,65535,65535,65535,0}};

bool s[6];

void Dijkstra(int n,int v,int dist[],int prev[]){

    for(int i=1;i<=n;i++){

        dist[i]=c[v][i];    //对dist数组进行初始化,从源点到i的距离:V->i 赋值给dist

        s[i]=false;//将s数组置空

        if(dist[i]==maxint)    prev[i]=0;    //判断V->i是否可以直达,如果可以直达的话,给prev数组赋值为其前一个节点

        else     prev[i]=v;

    }

    dist[v]=0;    s[v]=true;//先将源点设为true,将其纳入s集合

    for(int i=1;i<=n;i++){

        int temp=maxint;

        int u=v;

        for(int j=1;j<=n;j++){

            if((!s[j])&&(dist[j]<temp)){//找出除s集合外的,且路径最短的一个点

                u=j;

                temp=dist[j];

            }

        }

        s[u]=true;//将本次循环新找到的点,纳入s集合中

        for(int j=1;j<=n;j++){//将u作为源,更新dist数组中的数据

            if((!s[j])&&(c[u][j]<maxint)){//j不在j集合中,且从u->j可以直达的点

                int newdist = dist[u]+c[u][j];

                if(newdist<dist[j]){//若通过u->j的路线,比原来的路线要短,则更新dist数组中的数据

                    dist[j]=newdist;

                    prev[j]=u;

                }

            }

        }

        for(int k=1;k<=n;k++){

        cout<<dist[k]<<" ";

        }

        cout<<endl;

    }

}

void foundDist(int dist,int prev[]){

    int prevNode=prev[dist];

    vector<int> vec;

    vec.push_back(dist);

    vec.push_back(prevNode);

    while(prevNode!=1){

        prevNode=prev[prevNode];

        vec.push_back(prevNode);

    }

    cout<<"最短路径为:";

    for(int i=vec.size()-1;i>=0;i--){

        cout<<vec[i]<<" ";

    }

}

int main(){

    int distNum;

    int dist[6];

    int prev[6];

    cout<<"dist数组中的数据:"<<endl;

    Dijkstra(5,1,dist,prev);

    cout<<"prev数组中的数据:";

    for(int i=1;i<=5;i++){

        cout<<prev[i]<<" ";

    }

    cout<<endl;

    cout<<"请输入终点:";

    scanf("%d",&distNum);

    foundDist(distNum,prev);

}

转载:贪心算法实例 单源最短路径 Dijkstra算法(c++实现) - catkint的博客 - CSDN博客

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