《啊哈!算法》第 6 章第 2 节,Dijkstra 算法求最短路径的 Swift 实现。
问题
已经若干顶点和路径,求某一点到其他各点的最短路径。也称为“单源最短路径”。
解决
以 u 能到达的最短顶点 u 开始考察,以 u 为起点的边,如果 u 能到达 v,那么源点 s 就能经由 u 到达 v,遍历所有边,找到最小路径。
/*
二维矩阵表示 0~n 个地点之间的路程
从纵向 0~n 出发到达 横向 0~n
inf 表示无限远,无法到达
*/
var inf = 99999999
var e = [[0, 1, 12, inf, inf, inf],
[inf, 0, 9, 3, inf, inf],
[inf, inf, 0, inf, 5, inf],
[inf, inf, 4, 0, 13, 15],
[inf, inf, inf, inf, 0, 4],
[inf, inf, inf, inf, inf, 0]]
let n = e.count
//初始化 dis,表示地点 0 到其余各个点的估算路程
var dis = e[0]
//以点 u 为起点的边 dis[u]
var u: Int = 0
//初始化 book,存放已知的最短路径集合
var book = [Int](repeatElement(0, count: n))
var min: Int
//源点到本身为 0,标记为已知
book[0] = 1
for i in 0..<n {
min = inf
//在所有源点能到达的顶点中找一个离源点最近的点
for j in 0..<n {
if book[j] == 0 && dis[j] < min{
min = dis[j]
u = j
}
}
book[u] = 1
//考察以 u 为起点的边,如果 u 能到达 v,那么源点 s 就能经由 u 到达 v
//路径长度是 dis[u] + e[u][v]
//如果这个值比初始化的 dis[v] 小,就用间接到达的距离替换 dis[v] 中的值
for v in 0..<n {
if e[u][v] < inf {
if dis[v] > dis[u] + e[u][v] {
dis[v] = dis[u] + e[u][v]
}
}
}
//遍历完所有 e[u][v],得到最短路径
}
//输出结果
for i in 0..<n {
print(dis[i], separator: "", terminator: " ")
}
该算法由荷兰计算机科学家 Edsger Wybe Dijkstra 于 1959 年发表。
代码在 GitHub