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最短路的演算法

發布時間: 2022-03-07 18:04:22

❶ Java中最短路演算法如何實現

看看 這篇文章 它實現了
http://aloofqq.iteye.com/blog/1002174

❷ 求最短路問題的三種演算法並說明使用條件

現在比較常用的最短路演算法是dijkstra它的使用條件是你會寫,且圖中無負權邊

SPFA是現在稀疏圖上常用最短路演算法,且無負環,而且你要會寫
floyd是當前求多源最短路的常用演算法
對於程序猿來說,dijkstra性能穩定比較changyong
對於oier來說,只要不是稠密圖,一定寫spfa,因為spfa在稀疏圖上太快了

❸ 記錄所有最短路徑的最短路徑演算法

沒有一個演算法是萬能的
Dijkstra:單源最短路徑
Floyd:每對點最短路徑
SPFA(Bellmanford+隊列):快速單源最短路徑(可負權)
還有很多求最短路徑的演算法,但是歸其根本,無外乎:
Label Setting和Label Correcting兩大類,其實就是搜索法+動態規劃。
只要靈活地掌握了搜索法、動態規劃和圖論,這些演算法就都會了。

❹ 幫忙講一下最短路演算法的過程,比如在一個圖上怎麼求出最短路,舉個例子。

比如有一直線CD,CD是河,CD上邊有AB兩個點,分別到河邊不同距離,現在要去河邊打水,問從哪去打水距離最近?
從A出發的話以河為中間分界線,鏡像A'到對面,然後A'-B連線,A'B直線跟CD交界點打水就是最近距離,如果由B出發的話原理一樣,也可以鏡像出B'連成AB'畫出一交界點也是最近的打水點,

❺ 關於圖的最短路演算法

可以算出任意一個確定頂點到任意節點的單源最短路徑.
要證明么?好像不太說的清楚....

寫起來也確實比Dijkstra演算法簡單,而且是很標準的o(n^2),
但顯然是Dijkstra演算法的效率稍微高一些.....

❻ 求最短路演算法的程序!!!!

% Dijkstra's Shortest Path
%
% final = dijkstra( A, x, y )
%
% Description: returns the shortest path from x to y given adjacency
% matrix A. Utilizes Dijkstra's shortest path algorithm.
%
% A = adjacency matrix of the graph (includes point x and y)
% x = intial node
% y = terminal node
% IN = set of nodes whose shortest path from x is known
% z,p = temporary nodes
% d = vector of lengths from initial point. i.e. d(p) = x to p
% s = vector of the previous node on a shortest path for any node
%
% Author: Josh Eads
% Date: 1/23/2006

function final = dijkstra( A, x, y )

%modify A so that lengths of 0 are invalid (-1)
A(find(A == 0)) = NaN;

%initialize IN to include only x
IN = x;

%initialize s
s = zeros(1,length(A));

%initialize d & d(x) (distance to self)
d = zeros(1,length(A));
d(x) = 0;

%loop through all the nodes in A
for z = 1:length(A)
%don't calculate values already in IN
%if ~(find(IN == z))
if ~isWithin(IN, z)
%grab the distance from x to z from A (-1 denotes unreachable)
d(z) = A(x,z);
%set the previous node to x
s(z) = x;
end
end

%process nodes into IN
%while y isn't in set IN
%while ~(find(IN == y))
while ~isWithin(IN, y)
tempMin = [];
%add the node not in IN with the minimum distance into IN
for z = 1:length(A)
%if z isn't in IN
%if ~(find(IN == z))
if ~isWithin(IN, z)
tempMin = [tempMin, d(z)];
end
end

%find the minimum value from tempMin
p = min(tempMin);

%find the minimum distance nodes
search = find(d == p);
%cycle through all the minimum distance nodes until one not in IN is
%found
for i = 1:length(search)
search = find(d == p);
%store in p if the node isn't in IN
if( ~isWithin(IN, search(i)) )
p = search(i);
break;
end
end

%add node p into IN
IN = [IN, p];

%recompute d for all non-IN nodes, and adjust s
for z = 1:length(A)
%if z isn't in IN
%if ~(find(IN == z))
if ~isWithin(IN, z)
oldDistance = d(z);
%if the new path is shorter for z, update d(z)
d(z) = min(d(z), d(p) + A(p,z));
%if the new and old distances don't match, update s(z)
if ~(d(z) == oldDistance)
s(z) = p;
end
end
end
end

%write the shortest path to final
final = y;
z = y;
while (z == x) == 0
final = [final, s(z)];
z = s(z);
end
final=fliplr(final);

% isWithin Function
% source = matrix to search through
% search = item to search for
%
% returns - true if search is within source
function truth = isWithin(source, search)

truth = 0;

for i = 1:length(source)
if(source(i) == search)
truth = 1;
end
end

❼ 圖論:最短路演算法有哪些以及它們的比較

弗洛伊德 n^3 的時間把n個點兩兩的最短路求出來
迪傑斯特拉 n^2的時間(用堆優化到Nlog(M),M是邊數),單源最短路,但是不能對付有負權的圖
SPFA,M*k的時間(K是一個常數),單源最短路,能對付有負權的圖
感覺常用的就這三個了吧。。

❽ 最短路問題,關於Dijkstra 演算法和A*演算法的,求一個實例!

在網路里搜Dijkstra演算法

❾ 最短路徑演算法

Dijkstra演算法,A*演算法和D*演算法

Dijkstra演算法是典型最短路演算法,用於計算一個節點到其他所有節點的最短路徑。主要特點是以起始點為中心向外層層擴展,直到擴展到終點為止。Dijkstra演算法能得出最短路徑的最優解,但由於它遍歷計算的節點很多,所以效率低。

Dijkstra演算法是很有代表性的最短路演算法,在很多專業課程中都作為基本內容有詳細的介紹,如數據結構,圖論,運籌學等等。

Dijkstra一般的表述通常有兩種方式,一種用永久和臨時標號方式,一種是用OPEN, CLOSE表方式,Drew為了和下面要介紹的 A* 演算法和 D* 演算法表述一致,這里均採用OPEN,CLOSE表的方式。

大概過程:
創建兩個表,OPEN, CLOSE。
OPEN表保存所有已生成而未考察的節點,CLOSED表中記錄已訪問過的節點。
1. 訪問路網中里起始點最近且沒有被檢查過的點,把這個點放入OPEN組中等待檢查。
2. 從OPEN表中找出距起始點最近的點,找出這個點的所有子節點,把這個點放到CLOSE表中。
3. 遍歷考察這個點的子節點。求出這些子節點距起始點的距離值,放子節點到OPEN表中。
4. 重復2,3,步。直到OPEN表為空,或找到目標點。

提高Dijkstra搜索速度的方法很多,常用的有數據結構採用Binary heap的方法,和用Dijkstra從起始點和終點同時搜索的方法。

A*(A-Star)演算法是一種啟發式演算法,是靜態路網中求解最短路最有效的方法。

公式表示為: f(n)=g(n)+h(n),
其中f(n) 是節點n從初始點到目標點的估價函數,
g(n) 是在狀態空間中從初始節點到n節點的實際代價,
h(n)是從n到目標節點最佳路徑的估計代價。

保證找到最短路徑(最優解的)條件,關鍵在於估價函數h(n)的選取:
估價值h(n)<= n到目標節點的距離實際值,這種情況下,搜索的點數多,搜索范圍大,效率低。但能得到最優解。
如果 估價值>實際值, 搜索的點數少,搜索范圍小,效率高,但不能保證得到最優解。
估價值與實際值越接近,估價函數取得就越好。
例如對於幾何路網來說,可以取兩節點間歐幾理德距離(直線距離)做為估價值,即f=g(n)+sqrt((dx-nx)*(dx-nx)+(dy-ny)*(dy-ny));這樣估價函數f在g值一定的情況下,會或多或少的受估價值h的制約,節點距目標點近,h值小,f值相對就小,能保證最短路的搜索向終點的方向進行。明顯優於Dijstra演算法的毫無無方向的向四周搜索。
conditions of heuristic
Optimistic (must be less than or equal to the real cost)
As close to the real cost as possible
主要搜索過程:
創建兩個表,OPEN表保存所有已生成而未考察的節點,CLOSED表中記錄已訪問過的節點。
遍歷當前節點的各個節點,將n節點放入CLOSE中,取n節點的子節點X,->算X的估價值->
While(OPEN!=NULL)
{
從OPEN表中取估價值f最小的節點n;
if(n節點==目標節點) break;
else
{
if(X in OPEN) 比較兩個X的估價值f //注意是同一個節點的兩個不同路徑的估價值
if( X的估價值小於OPEN表的估價值 )
更新OPEN表中的估價值; //取最小路徑的估價值
if(X in CLOSE) 比較兩個X的估價值 //注意是同一個節點的兩個不同路徑的估價值
if( X的估價值小於CLOSE表的估價值 )
更新CLOSE表中的估價值; 把X節點放入OPEN //取最小路徑的估價值
if(X not in both)
求X的估價值;
並將X插入OPEN表中; //還沒有排序
}
將n節點插入CLOSE表中;
按照估價值將OPEN表中的節點排序; //實際上是比較OPEN表內節點f的大小,從最小路徑的節點向下進行。
}

A*演算法和Dijistra演算法的區別在於有無估價值,Dijistra演算法相當於A*演算法中估價值為0的情況。

動態路網,最短路演算法 D*A* 在靜態路網中非常有效(very efficient for static worlds),但不適於在動態路網,環境如權重等不斷變化的動態環境下。

D*是動態A*(D-Star,Dynamic A*) 卡內及梅隆機器人中心的Stentz在1994和1995年兩篇文章提出,主要用於機器人探路。是火星探測器採用的尋路演算法。

主要方法:
1.先用Dijstra演算法從目標節點G向起始節點搜索。儲存路網中目標點到各個節點的最短路和該位置到目標點的實際值h,k(k為所有變化h之中最小的值,當前為k=h。每個節點包含上一節點到目標點的最短路信息1(2),2(5),5(4),4(7)。則1到4的最短路為1-2-5-4。
原OPEN和CLOSE中節點信息保存。
2.機器人沿最短路開始移動,在移動的下一節點沒有變化時,無需計算,利用上一步Dijstra計算出的最短路信息從出發點向後追述即可,當在Y點探測到下一節點X狀態發生改變,如堵塞。機器人首先調整自己在當前位置Y到目標點G的實際值h(Y),h(Y)=X到Y的新權值c(X,Y)+X的原實際值h(X).X為下一節點(到目標點方向Y->X->G),Y是當前點。k值取h值變化前後的最小。
3.用A*或其它演算法計算,這里假設用A*演算法,遍歷Y的子節點,點放入CLOSE,調整Y的子節點a的h值,h(a)=h(Y)+Y到子節點a的權重C(Y,a),比較a點是否存在於OPEN和CLOSE中,方法如下:
while()
{
從OPEN表中取k值最小的節點Y;
遍歷Y的子節點a,計算a的h值 h(a)=h(Y)+Y到子節點a的權重C(Y,a)
{
if(a in OPEN) 比較兩個a的h值
if( a的h值小於OPEN表a的h值 )
{ 更新OPEN表中a的h值;k值取最小的h值
有未受影響的最短路經存在
break;
}
if(a in CLOSE) 比較兩個a的h值 //注意是同一個節點的兩個不同路徑的估價值
if( a的h值小於CLOSE表的h值 )
{
更新CLOSE表中a的h值; k值取最小的h值;將a節點放入OPEN表
有未受影響的最短路經存在
break;
}
if(a not in both)
將a插入OPEN表中; //還沒有排序
}
放Y到CLOSE表;
OPEN表比較k值大小進行排序;
}
機器人利用第一步Dijstra計算出的最短路信息從a點到目標點的最短路經進行。

D*演算法在動態環境中尋路非常有效,向目標點移動中,只檢查最短路徑上下一節點或臨近節點的變化情況,如機器人尋路等情況。對於距離遠的最短路徑上發生的變化,則感覺不太適用。

❿ 最短路徑優先演算法

從某頂點出發,沿圖的邊到達另一頂點所經過的路徑中,各邊上權值之和最小的一條路徑叫做最短路徑。解決最短路的問題有以下演算法,Dijkstra演算法,Bellman-Ford演算法,Floyd演算法和SPFA演算法等。

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