两顶点之间权值之和最小的路径。无权图相当于每条边的权值都是1。
不能有负权环。
有向图的最短路径:

从顶点A出发到达其它顶点的最短路径如下表:无法到达的顶点以∞表示

无向图的最短路径:
也是以A顶点为起点到达其它顶点的最短路径:

无权图的最短路径:
即把每条边的权值都作为1来看:
负权边:只有不存在负权环时才有最短路径。
-负权环:不存在最短路径,如果一种绕环,路径值可以达到无穷小。

单源最短路径算法,计算一个顶点到其它所有顶点的路径。不能有负权边
时间复杂度O(ElogV),E边数量,V节点数量,
幻想下图中每个顶点为一个石头,石头放置在一个水平的平面上,中间的边使用绳子相互连接起来,以权值作为绳子的长度。

此时以垂直的拉起“石头”A,因为有绳子的存在,其它的“石头”一定会被拉起。
首先被拉动是一定是距离A最近的B,其次是顶点D。
这时,因为B~C的距离+上A ~B的距离,大于A ~E的距离,因为拉起的是C而不是E。
依次,等到所有“石头”都被拉起之后,每个垂直的线就是A到所有顶点的最短路径。
下图中,红色的是被选中的最短路径的边。

最后的结果

更新两个顶点之间的最短路径。
依然引入上方的思想,以石头被拉起为例子:
A->B->C = 60;A->B->C = 50;paths中,无法到达用∞表示:
selecedPaths集合中,表示已经确定的最短路径。


/**
* 最短路径
* @return
*/
public abstract Map<V,E> shortestPath(V begin);
@Override
public Map<V, E> shortestPath(V begin) {
return dijkstra(begin);
}
/**
* 最短路径 dijkstra
* @param begin
* @return
*/
private Map<V, E> dijkstra(V begin){
Vertex<V, E> beginVertex = vertices.get(begin);
if (beginVertex == null) return null;
// 已经确定的最短路径集合 v - 节点值 ;E - 权值
Map<V, E> selectedPaths = new HashMap<>();
// 等待确认的集合,存储等待进行松弛的值
Map<Vertex<V, E>, E> paths = new HashMap<>();
// 初始化 paths 将begin的出度直接连的顶点加入到其中
for (Edge<V, E> edge : beginVertex.outEdges) {
paths.put(edge.to, edge.weight);
}
while (!paths.isEmpty()){
// 获取可以直接到达且权值最小的的顶点
Map.Entry<Vertex<V, E>, E> minEntry = getMinPath(paths);
Vertex<V, E> minVertex = minEntry.getKey();
// 加入到确定的路径中
selectedPaths.put(minVertex.v, minEntry.getValue());
// 删除等待确认的
paths.remove(minVertex);
// 松弛
for (Edge<V, E> edge : minVertex.outEdges) {
// 如果已经确定最短路径,不需要再进行松弛
if (selectedPaths.containsKey(edge.to.v)) continue;
E newWeight = weightManager.add(minEntry.getValue(), edge.weight);
E oldWeight = paths.get(edge.to);
if (oldWeight == null || weightManager.compare(newWeight, oldWeight) < 0){
paths.put(edge.to, newWeight);
}
}
}
// 删除到达起点的路径
selectedPaths.remove(begin);
return selectedPaths;
}
/**
* 获取当前最短路径
* @param paths
* @return
*/
private Map.Entry<Vertex<V, E>, E> getMinPath(Map<Vertex<V, E>, E> paths){
// 获取迭代器
Iterator<Map.Entry<Vertex<V, E>, E>> iterator = paths.entrySet().iterator();
Map.Entry<Vertex<V, E>, E> minEntry = iterator.next();
while (iterator.hasNext()){
Map.Entry<Vertex<V, E>, E> entry = iterator.next();
if (weightManager.compare(minEntry.getValue(),entry.getValue()) > 0){
minEntry = entry;
}
}
return minEntry;
}
1.0 版本中只能返回顶点值和最小值,优化添加路径。
/**
* 包含路径信息的最短路径
* @param begin
* @return
*/
public abstract Map<V,PathInfo<V, E>> shortestPathHaveInfo(V begin);
@Override
public Map<V, PathInfo<V, E>> shortestPathHaveInfo(V begin) {
return dijkstraHaveInfo(begin);
}
/**
* 路径信息封装
* @param <V>
* @param <E>
*/
public static class PathInfo<V, E>{
// 总权值信息
private E weight;
// 路径信息
List<EdgeInfo<V,E>> edges = new LinkedList<>();
public E getWeight() {
return weight;
}
public void setWeight(E weight) {
this.weight = weight;
}
public List<EdgeInfo<V, E>> getEdges() {
return edges;
}
public void setEdges(List<EdgeInfo<V, E>> edges) {
this.edges = edges;
}
@Override
public String toString() {
return "PathInfo{" +
"weight=" + weight +
", edges=" + edges +
'}';
}
}
/**
* 松弛
* @param edge 松弛的边
* @param fromPath 边的起点最短路径信息
* @param paths 其它待松弛的最短路径的信息
*/
private void relax(Edge<V, E> edge,PathInfo<V, E> fromPath ,Map<Vertex<V, E>, PathInfo<V, E>> paths){
E newWeight = weightManager.add(fromPath.getWeight(), edge.weight);
PathInfo<V, E> oldPath = paths.get(edge.to);
// 不符合松弛条件,忽略
if (oldPath != null && weightManager.compare(newWeight, oldPath.getWeight()) >= 0) return;
// 以前不存在该路径
if (oldPath == null) {
oldPath = new PathInfo<>();
paths.put(edge.to, oldPath);
}else {
// 清空之前的路径信息
oldPath.getEdges().clear();
}
oldPath.setWeight(newWeight);
// 将之前已经选中的和当前选中的都加入到pathInfo
oldPath.getEdges().addAll(fromPath.edges);
oldPath.getEdges().add(edge.info());
paths.put(edge.to, oldPath);
}
/**
* 最短路径 dijkstra ,包含路径信息
* @param begin
* @return
*/
private Map<V,PathInfo<V, E>> dijkstraHaveInfo(V begin){
Vertex<V, E> beginVertex = vertices.get(begin);
if (beginVertex == null) return null;
// 已经确定的最短路径集合 v - 节点值 ;E - 权值
Map<V, PathInfo<V, E>> selectedPaths = new HashMap<>();
// 等待确认的集合,存储等待进行松弛的值
Map<Vertex<V, E>, PathInfo<V, E>> paths = new HashMap<>();
// 初始化 paths 将begin的出度直接连的顶点加入到其中
for (Edge<V, E> edge : beginVertex.outEdges) {
PathInfo<V, E> pathInfo = new PathInfo<>();
// 将边和权值信息加入到 pathInfo 中
pathInfo.getEdges().add(edge.info());
pathInfo.setWeight(edge.weight);
paths.put(edge.to, pathInfo);
}
while (!paths.isEmpty()){
// 获取可以直接到达且权值最小的的顶点
Map.Entry<Vertex<V, E>, PathInfo<V, E>> minEntry = getMinPathHaveInfo(paths);
Vertex<V, E> minVertex = minEntry.getKey();
// 加入到确定的路径中
selectedPaths.put(minVertex.v, minEntry.getValue());
// 删除等待确认的
paths.remove(minVertex);
// 松弛
for (Edge<V, E> edge : minVertex.outEdges) {
// 如果已经确定最短路径,不需要再进行松弛
if (selectedPaths.containsKey(edge.to.v)) continue;
// 松弛
relax(edge, minPath, paths);
}
}
// 删除到达起点的路径
selectedPaths.remove(begin);
return selectedPaths;
}
/**
* 获取当前最短路径,包含路径信息
* @param paths
* @return
*/
private Map.Entry<Vertex<V, E>, PathInfo<V, E>> getMinPathHaveInfo(Map<Vertex<V, E>, PathInfo<V, E>> paths){
// 获取迭代器
Iterator<Map.Entry<Vertex<V, E>, PathInfo<V, E>>> iterator = paths.entrySet().iterator();
Map.Entry<Vertex<V, E>, PathInfo<V, E>> minEntry = iterator.next();
while (iterator.hasNext()){
Map.Entry<Vertex<V, E>, PathInfo<V, E>>entry = iterator.next();
if (weightManager.compare(minEntry.getValue().getWeight(), entry.getValue().getWeight()) > 0){
minEntry = entry;
}
}
return minEntry;
}
单源最短路径,支持负权边,能够检测出负权环。时间复杂度为:
O(EV),E是边数量,V是顶点数量。
对所有的边都进行V - 1次松弛操作(V是顶点数量)。
但对某边进行松弛操作的前提是需要知道开始顶点到当前边起点的最短路径。

A~B进行松弛操作:A~B松弛操作,可以得出最短路径为**-3**;B~C进行松弛操作,最短路径为A~B~C:-2;

A~E开始进行松弛操作:先对D~E进行松弛操作,因为无法得到A~D的最短路径,因此松弛失败;
再对C~D进行松弛操作,也是因为无法得到A~C的最短路径,松弛也失败。
依次的进行松弛,必须要松弛到A~B时松弛操作才能松弛成功;

再返回对D~E进行松弛,依然无法得到A~D,松弛失败;
因为已知A~B的最短路径,所引这次A~C松弛成功;

依次的松弛下去,最少要对顶点E松弛四次才能够成功计算出所有的最短路径。

使用当前算法对下图计算从顶点A到各个顶点的最短路径,假设每次的松弛顺序都是(HashSet虽然不能保证对加入的元素有序的进行遍历,但在不执行添加和删除的操作下能够保证每次的遍历顺序是一致的):D~C、D~F、B~C、E~D、E~F、B~E、A~E、A~B。

第一轮松弛操作:
D~C:松弛失败;
D~F:松弛失败;
B~C:松弛失败;
E~D:松弛失败;
E~F:松弛失败;
B~E:松弛失败;
A~E:松弛成功,最短路径为A~E:8;
A~B:松弛成功,最短路径为A~B:10;
第一轮结果:

第二轮松弛操作:
D~C:松弛失败;
D~F:松弛失败;
B~C:松弛成功,最短路径为A~B~C:18;
E~D:松弛成功,最短路径为A~E~D:15;
E~F:松弛成功,最短路径为A~E~F:11;
B~E:松弛成功,最短路径为A~B~E:5;
A~E:松弛失败,最短路径为A~B~E:5;
A~B:松弛失败,最短路径为A~B:10;
第二轮结果:


-可以看出,执行了V-1( 5 - 1 = 4)次松弛操作之后,可以得出所有的最短路径。 @Override
public Map<V, PathInfo<V, E>> shortestPathHaveInfo(V begin) {
return bellmanFord(begin);
}
/**
* 最短路径 bellman-ford ,包含路径信息
* @param begin
* @return
*/
private Map<V,PathInfo<V, E>> bellmanFord(V begin){
Vertex<V, E> beginVertex = vertices.get(begin);
if (beginVertex == null) return null;
// 已经确定的最短路径集合 :
// v - 节点值
// k- PathInfo<V, E>:
// k - 最短路径,
// v - 路径权值;
Map<V, PathInfo<V, E>> selectedPaths = new HashMap<>();
// 初始化当前顶点到自己的权值大小。
PathInfo<V, E> beginPath = new PathInfo<>();
beginPath.setWeight(weightManager.zero());
selectedPaths.put(begin,beginPath);
// 最多执行多少轮松弛
int count = vertices.size() - 1;
for (int i = 0; i < count; i++) {
for (Edge<V, E> edge : edges) {
// 获取当前路径起点已经存在的路径信息,如果不存在则不能进行松弛。
PathInfo<V, E> fromPath = selectedPaths.get(edge.from.v);
if (fromPath == null) continue;
// 传入当前边,起点路径信息,等待返回信息
relaxOfBellmanFord(edge, fromPath, selectedPaths);
}
}
// 如果已经完毕 v - 1 轮松弛操作,但依然可以对某些边进行松弛,就表示无法得出最短路径
// 即存在负权环。
for (Edge<V, E> edge : edges) {
PathInfo<V, E> fromPath = selectedPaths.get(edge.from.v);
if (fromPath == null) continue;
if (relaxOfBellmanFord(edge, fromPath, selectedPaths)) {
System.out.println("有负权环");
return null;
}
}
// 删除到自己的权值和路径相关
selectedPaths.remove(begin);
return selectedPaths;
}
/**
* 松弛
* @param edge 需要进行松弛的边
* @param fromPath edge的from的最短路径信息
* @param paths 存放着其他点(对于dijkstra来说,就是还没有离开桌面的点)的最短路径信息
*/
private boolean relaxOfBellmanFord(Edge<V, E> edge, PathInfo<V, E> fromPath, Map<V, PathInfo<V, E>> paths) {
// 计算新的权值
E newWeight = weightManager.add(fromPath.getWeight(), edge.weight);
// 获取之前的路径信息
PathInfo<V, E> oldPath = paths.get(edge.to.v);
// 如果路径不为空,并且新权值大于之前的权值,不需要松弛
if (oldPath != null
&& weightManager.compare(newWeight, oldPath.getWeight()) >= 0) return false;
// 保证oldPath不为空
if (oldPath == null) {
oldPath = new PathInfo<>();
paths.put(edge.to.v, oldPath);
} else { // 清空原有的路径信息
oldPath.getEdges().clear();
}
// 重新添加路径 和 权值
oldPath.setWeight(newWeight);
oldPath.getEdges().addAll(fromPath.getEdges());
oldPath.getEdges().add(edge.info());
return true;
}
多源最短路径,能够求出任意两个顶点之间的最短路径,支持负权边。
时间复杂度O(V3 ),比执行V次Djikstra效率高。V是顶点数量。
i到顶点j的最短路径存在两种可能:i到j就是最短路径;i到其它的顶点k在而到达顶点j是最短路径。
i到j的记录,与i到k再k到j的距离来判断哪个距离小,将距离小的再赋值给i到j。i到j的距离就是最短路径。 /**
* 多源最短路径
* @return
*/
public abstract Map<V, Map<V, PathInfo<V, E>>> shortestPath();
Map<V, Map<V, PathInfo<V, E>>>解释:Map的k:最短路径起点;Map的v:以k为起点到达所有顶点的路径信息;Mapk:终点;Mapv:路径信息; @Override
public Map<V, Map<V, PathInfo<V, E>>> shortestPath() {
Map<V, Map<V, PathInfo<V, E>>> paths = new HashMap<>();
// 初始化
for (Edge<V, E> edge : edges) {
// 获取当前边起点的值
Map<V, PathInfo<V, E>> map = paths.get(edge.from.v);
// 如果为空,就新建一个map并且放到要返回的集合中
if (map == null) {
map = new HashMap<>();
paths.put(edge.from.v, map);
}
// 将该边的权值 和 起点顶点信息加入到map中
PathInfo<V, E> pathInfo = new PathInfo<>(edge.weight);
pathInfo.getEdges().add(edge.info());
map.put(edge.to.v, pathInfo);
}
// 三层循环遍历
// v2 = k
// v1 = i
// v3 = j
vertices.forEach((V v2, Vertex<V, E> vertex2) -> {
vertices.forEach((V v1, Vertex<V, E> vertex1) -> {
vertices.forEach((V v3, Vertex<V, E> vertex3) -> {
// 如果其中有顶点相同就退出当前循环,不需要处理
if (v1.equals(v2) || v2.equals(v3) || v1.equals(v3)) return;
// 分别获取三条最短路径
// v1 -> v2
PathInfo<V, E> path12 = getPathInfo(v1, v2, paths);
if (path12 == null) return;
// v2 -> v3
PathInfo<V, E> path23 = getPathInfo(v2, v3, paths);
if (path23 == null) return;
// v1 -> v3
PathInfo<V, E> path13 = getPathInfo(v1, v3, paths);
// 获取 i -> k + k -> j 权值
E newWeight = weightManager.add(path12.getWeight(), path23.getWeight());
// 如果是新值大或者是原先的值为空,就不要处理
if (path13 != null &&
weightManager.compare(newWeight, path13.getWeight()) >= 0) return;
if (path13 == null) { // 如果原先的值不存在,就新建一个变量,加入到map中
path13 = new PathInfo<V, E>();
paths.get(v1).put(v3, path13);
} else { // 清空原先存储的路径信息
path13.getEdges().clear();
}
// 重新赋值权值
path13.setWeight(newWeight);
// 设置心得最短路径:将 i -> k + k -> j 赋值给 i -> j
path13.getEdges().addAll(path12.getEdges());
path13.getEdges().addAll(path23.getEdges());
});
});
});
return paths;
}
/**
* 获取当前map中存储的最短路径
* @param from 起点
* @param to 终点
* @param paths map
* @return
*/
private PathInfo<V, E> getPathInfo(V from, V to, Map<V, Map<V, PathInfo<V, E>>> paths) {
Map<V, PathInfo<V, E>> map = paths.get(from);
return map == null ? null : map.get(to);
}
我想将html转换为纯文本。不过,我不想只删除标签,我想智能地保留尽可能多的格式。为插入换行符标签,检测段落并格式化它们等。输入非常简单,通常是格式良好的html(不是整个文档,只是一堆内容,通常没有anchor或图像)。我可以将几个正则表达式放在一起,让我达到80%,但我认为可能有一些现有的解决方案更智能。 最佳答案 首先,不要尝试为此使用正则表达式。很有可能你会想出一个脆弱/脆弱的解决方案,它会随着HTML的变化而崩溃,或者很难管理和维护。您可以使用Nokogiri快速解析HTML并提取文本:require'nokogiri'h
我主要使用Ruby来执行此操作,但到目前为止我的攻击计划如下:使用gemsrdf、rdf-rdfa和rdf-microdata或mida来解析给定任何URI的数据。我认为最好映射到像schema.org这样的统一模式,例如使用这个yaml文件,它试图描述数据词汇表和opengraph到schema.org之间的转换:#SchemaXtoschema.orgconversion#data-vocabularyDV:name:namestreet-address:streetAddressregion:addressRegionlocality:addressLocalityphoto:i
有时我需要处理键/值数据。我不喜欢使用数组,因为它们在大小上没有限制(很容易不小心添加超过2个项目,而且您最终需要稍后验证大小)。此外,0和1的索引变成了魔数(MagicNumber),并且在传达含义方面做得很差(“当我说0时,我的意思是head...”)。散列也不合适,因为可能会不小心添加额外的条目。我写了下面的类来解决这个问题:classPairattr_accessor:head,:taildefinitialize(h,t)@head,@tail=h,tendend它工作得很好并且解决了问题,但我很想知道:Ruby标准库是否已经带有这样一个类? 最佳
给定一个复杂的对象层次结构,幸运的是它不包含循环引用,我如何实现支持各种格式的序列化?我不是来讨论实际实现的。相反,我正在寻找可能会派上用场的设计模式提示。更准确地说:我正在使用Ruby,我想解析XML和JSON数据以构建复杂的对象层次结构。此外,应该可以将该层次结构序列化为JSON、XML和可能的HTML。我可以为此使用Builder模式吗?在任何提到的情况下,我都有某种结构化数据-无论是在内存中还是文本中-我想用它来构建其他东西。我认为将序列化逻辑与实际业务逻辑分开会很好,这样我以后就可以轻松支持多种XML格式。 最佳答案 我最
我正在尝试使用Curbgem执行以下POST以解析云curl-XPOST\-H"X-Parse-Application-Id:PARSE_APP_ID"\-H"X-Parse-REST-API-Key:PARSE_API_KEY"\-H"Content-Type:image/jpeg"\--data-binary'@myPicture.jpg'\https://api.parse.com/1/files/pic.jpg用这个:curl=Curl::Easy.new("https://api.parse.com/1/files/lion.jpg")curl.multipart_form_
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