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);
}