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c++ - 实现 Dijkstra 算法

coder 2024-02-08 原文

我的任务(类(class)作业@大学)实现一种寻路形式。现在,在规范中,我可以只实现蛮力,因为要搜索的节点数量有限制(开始,中间两个,结束),但我想重新使用此代码并开始实现 Dijkstra's algorithm .

我在维基百科上看到了伪造的,一个 friend 也为我写了一些,但它完全没有意义。该算法看起来非常简单,理解它对我来说不是问题,但我终究无法想象实现这种事情的代码。

有什么建议/提示吗?

编辑一些混淆:
是的,有一个目标节点和一个源节点。
我希望在一般情况下实现 Dijkstra,而不是“只有两个中间停靠点”的情况,因为之后我想再次使用该代码。否则,我只会编写一个暴力实现。
我遇到的具体问题是存储次优的半形路径,以防它们可能成为最优路径。当我访问给定节点时,我只是不知道如何更新通过它的所有连接。
更多编辑:
现在浏览几个答案并试一试。

真正的编辑: 我忘了提到一个严重的并发症,即任何两个顶点之间最多可以有 UINT_MAX 不同的距离。对不起。事实上,我忘记处理这个事实可能首先是该死问题的原因,尽管解决方案:选择最短的对我来说幸运的是显而易见的。难怪别人伪距离变量没有考虑我的变量距离。

最佳答案

这是 Dijkstra 算法的高级分解:

您将所有顶点放入一个优先级队列中,其中所有顶点的优先级(距离)都为无穷大,但源顶点的距离为零(源顶点是与自身的距离为零,对吗?)。

弹出优先队列。移除的顶点是距源点距离最短的顶点。显然,从队列中弹出的第一个顶点是源。我们将弹出的顶点称为 v

查看 v 的每个邻居。它们的距离都将大于 v 的距离(否则我们已经将它们从队列中弹出,对吧?)。假设 v 的距离为 3,而 v 有 3 个邻居 x (dist-from-source: 5),y (距离源:10)和 z(距离源:无穷大)。

现在我们看看每个邻居与 v 的距离。假设它们是:x - 3,y - 2,z - 4。这意味着从源到 的路径x 穿过 v 的距离为 |v| + 3 (3 + 3 = 6),y 的距离为 5 (3 + 2 = 5),z 的距离为 7 (3 + 4 = 7)。

通过 vx 的路径比当前到 x 的最短路径长,所以我们忽略它。然而,通过 vyz 的路径比以前已知的最短路径短,因此我们更新它们。

您一直这样做,直到遍历所有顶点。在每个点,当您从优先级队列中弹出最小值时,您知道您找到了到该顶点的最短路径,因为任何可能的更短路径都必须通过距离小于 v 的顶点,这意味着我们已经将其从队列中弹出。

关于c++ - 实现 Dijkstra 算法,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/2899207/

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