详解C++如何实现Dijkstra算法-创新互联
这篇文章主要详解C++如何实现Dijkstra算法，内容清晰明了，对此有兴趣的小伙伴可以学习一下，相信大家阅读完之后会有帮助。
#include#include using namespace std; struct Node { //定义表结点 int adjvex; //该边所指向的顶点的位置 int weight;// 边的权值 Node *next; //下一条边的指针 }; struct HeadNode{ // 定义头结点 int nodeName; // 顶点信息 int inDegree; // 入度 int d; //表示当前情况下起始顶点至该顶点的最短路径,初始化为无穷大 bool isKnown; //表示起始顶点至该顶点的最短路径是否已知,true表示已知，false表示未知 int parent; //表示最短路径的上一个顶点 Node *link; //指向第一条依附该顶点的边的指针 }; //G表示指向头结点数组的第一个结点的指针 //nodeNum表示结点个数 //arcNum表示边的个数 void createGraph(HeadNode *G, int nodeNum, int arcNum) { cout << "开始创建图(" << nodeNum << ", " << arcNum << ")" << endl; //初始化头结点 for (int i = 0; i < nodeNum; i++) { G[i].nodeName = i+1; //位置0上面存储的是结点v1,依次类推 G[i].inDegree = 0; //入度为0 G[i].link = NULL; } for (int j = 0; j < arcNum; j++) { int begin, end, weight; cout << "请依次输入 起始边 结束边 权值: "; cin >> begin >> end >> weight; // 创建新的结点插入链接表 Node *node = new Node; node->adjvex = end - 1; node->weight = weight; ++G[end-1].inDegree; //入度加1 //插入链接表的第一个位置 node->next = G[begin-1].link; G[begin-1].link = node; } } void printGraph(HeadNode *G, int nodeNum) { for (int i = 0; i < nodeNum; i++) { cout << "结点v" << G[i].nodeName << "的入度为"; cout << G[i].inDegree << ", 以它为起始顶点的边为: "; Node *node = G[i].link; while (node != NULL) { cout << "v" << G[node->adjvex].nodeName << "(权:" << node->weight << ")" << " "; node = node->next; } cout << endl; } } //得到begin->end权重 int getWeight(HeadNode *G, int begin, int end) { Node *node = G[begin-1].link; while (node) { if (node->adjvex == end - 1) { return node->weight; } node = node->next; } } //从start开始，计算其到每一个顶点的最短路径 void Dijkstra(HeadNode *G, int nodeNum, int start) { //初始化所有结点 for (int i = 0; i < nodeNum; i++) { G[i].d = INT_MAX; //到每一个顶点的距离初始化为无穷大 G[i].isKnown = false; // 到每一个顶点的距离为未知数 } G[start-1].d = 0; //到其本身的距离为0 G[start-1].parent = -1; //表示该结点是起始结点 while(true) { //==== 如果所有的结点的最短距离都已知, 那么就跳出循环 int k; bool ok = true; //表示是否全部ok for (k = 0; k < nodeNum; k++) { //只要有一个顶点的最短路径未知,ok就设置为false if (!G[k].isKnown) { ok = false; break; } } if (ok) return; //========================================== //==== 搜索未知结点中d最小的,将其变为known //==== 这里其实可以用最小堆来实现 int i; int minIndex = -1; for (i = 0; i < nodeNum; i++) { if (!G[i].isKnown) { if (minIndex == -1) minIndex = i; else if (G[minIndex].d > G[i].d) minIndex = i; } } //=========================================== cout << "当前选中的结点为: v" << (minIndex+1) << endl; G[minIndex].isKnown = true; //将其加入最短路径已知的顶点集 // 将以minIndex为起始顶点的所有的d更新 Node *node = G[minIndex].link; while (node != NULL) { int begin = minIndex + 1; int end = node->adjvex + 1; int weight = getWeight(G, begin, end); if (G[minIndex].d + weight < G[end-1].d) { G[end-1].d = G[minIndex].d + weight; G[end-1].parent = minIndex; //记录最短路径的上一个结点 } node = node->next; } } } //打印到end-1的最短路径 void printPath(HeadNode *G, int end) { if (G[end-1].parent == -1) { cout << "v" << end; } else if (end != 0) { printPath(G, G[end-1].parent + 1); // 因为这里的parent表示的是下标，从0开始，所以要加1 cout << " -> v" << end; } } int main() { HeadNode *G; int nodeNum, arcNum; cout << "请输入顶点个数，边长个数: "; cin >> nodeNum >> arcNum; G = new HeadNode[nodeNum]; createGraph(G, nodeNum, arcNum); cout << "=============================" << endl; cout << "下面开始打印图信息..." << endl; printGraph(G, nodeNum); cout << "=============================" << endl; cout << "下面开始运行dijkstra算法..." << endl; Dijkstra(G, nodeNum, 1); cout << "=============================" << endl; cout << "打印从v1开始所有的最短路径" << endl; for (int k = 2; k <= nodeNum; k++) { cout << "v1到v" << k << "的最短路径为" << G[k-1].d << ": "; printPath(G, k); cout << endl; } }
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