dijkstra算法c代码
❶ 用Dijkstra算法的基本思路并且是用c语言编写出求最小路径的代码
Dijkstra算法的基本思路是:假设每个点都有一对标号 (dj, pj),其中dj是从起源点s到点j的最短路径的长度 (从顶点到其本身的最短路径是零路(没有弧的路),其长度等于零);pj则是从s到j的最短路径中j点的前一点。求解从起源点s到点j的最短路径算法的基本过程如下:
1) 初始化。起源点设置为:① ds=0, ps为空;② 所有其他点: di=∞, pi=?;③ 标记起源点s,记k=s,其他所有点设为未标记的。
2) 检验从所有已标记的点k到其直接连接的未标记的点j的距离,并设置:
dj=min[dj, dk+lkj]
式中,lkj是从点k到j的直接连接距离。
3) 选取下一个点。从所有未标记的结点中,选取dj 中最小的一个i:
di=min[dj, 所有未标记的点j]
点i就被选为最短路径中的一点,并设为已标记的。
4) 找到点i的前一点。从已标记的点中找到直接连接到点i的点j*,作为前一点,设置:
i=j*
5) 标记点i。如果所有点已标记,则算法完全推出,否则,记k=i,转到2) 再继续。
#include <stdio.h>
#define true 1
#define false 0
#define I 9999 /* 无穷大 */
#define N 20 /* 城市顶点的数目 */
int cost[N][N] = {
{0,3,I,I,I,1,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I},
{3,0,5,I,I,I,6,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I},
{I,5,0,4,I,I,I,1,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I},
{I,I,4,0,2,I,I,I,6,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I},
{I,I,I,2,0,I,I,I,I,7,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I},
{1,I,I,I,I,0,1,I,I,I,2,I,I,I,I,I,I,I,I,I},
{I,6,I,I,I,1,0,6,I,I,I,7,I,I,I,I,I,I,I,I},
{I,I,1,I,I,I,6,0,2,I,I,I,3,I,I,I,I,I,I,I},
{I,I,I,6,I,I,I,2,0,8,I,I,I,4,I,I,I,I,I,I},
{I,I,I,I,7,I,I,I,8,0,I,I,I,I,5,I,I,I,I,I},
{I,I,I,I,I,2,I,I,I,I,0,4,I,I,I,3,I,I,I,I},
{I,I,I,I,I,I,7,I,I,I,4,0,3,I,I,I,4,I,I,I},
{I,I,I,I,I,I,I,3,I,I,I,3,0,3,I,I,I,5,I,I},
{I,I,I,I,I,I,I,I,4,I,I,I,3,0,7,I,I,I,2,I},
{I,I,I,I,I,I,I,I,I,5,I,I,I,7,0,I,I,I,I,3},
{I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,3,I,I,I,I,0,5,I,I,I},
{I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,4,I,I,I,5,0,8,I,I},
{I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,5,I,I,I,8,0,6,I},
{I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,2,I,I,I,6,0,4},
{I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,3,I,I,I,4,0}
};
int dist[N]; /* 存储当前最短路径长度 */
int v0 = 'A' - 65; /* 初始点是 A */
void main()
{
int final[N], i, v, w, min;
/* 初始化最短路径长度数据,所有数据都不是最终数据 */
for (v = 0; v < N; v++) {
final[v] = false;
dist[v] = cost[v0][v];
}
/* 首先选v0到v0的距离一定最短,最终数据 */
final[v0] = true;
/* 寻找另外 N-1 个结点 */
for (i = 0; i < N-1; i++) {
min = I; /* 初始最短长度无穷大 */
/* 寻找最短的边 */
for (w = 0; w < N; w++) {
if (!final[w] && dist[w] < min) {
min = dist[w];
v = w;
}
}
final[v] = true; /* 加入新边 */
for (w = 0; w < N; w++) { /* 更新 dist[] 数据 */
if (!final[w] && dist[v] + cost[v][w] < dist[w]) {
dist[w] = dist[v] + cost[v][w];
}
}
}
for (i = 0; i < N; i++) { /* 显示到监视器 */
printf("%c->%c: %2d\t", v0 + 65, i + 65, dist[i]);
}
}
❷ c语言问题.
Dijkstra算法可描述如下:
1初始化: S ← { v0 };
dist[j] ← Edge[0][j], j = 1, 2, …, n-1;
// n为图中顶点个数
2求出最短路径的长度:
dist[k] ← min{ dist[i] }, i V- S ;
S ← S U { k };
3修改:
dist[i] ← min{ dist[i], dist[k] + Edge[k][i] },
对于每一个 i V- S ;
4判断: 若S = V, 则算法结束,否则转2。
用于计算最短路径的图邻接矩阵类的定义
const int NumVertices = 6; //图中最大顶点个数
class Graph { //图的类定义
private:
int Edge[NumVertices][NumVertices]; //邻接矩阵
int dist[NumVertices]; //最短路径长度数组
int path[NumVertices]; //最短路径数组
int S[NumVertices]; //最短路径顶点集
public:
void ShortestPath ( const int, const int );
int choose ( const int );
};
计算从单个顶点到其它各个顶点的最短路径
void Graph::ShortestPath ( const int n, const int v ){
//Graph是一个具有n个顶点的带权有向图, 各边上
//的权值由Edge[i][j]给出。本算法建立起一个数
//组: dist[j], 0 j < n, 是当前求到的从顶点v到顶点
//j的最短路径长度, 同时用数组path[j], 0 j < n, 存
//放求到的最短路径。
for ( int i = 0; i < n; i++) {
dist[i] = Edge[v][i]; //dist数组初始化
S[i] = 0;
if ( i != v && dist[i] < MAXINT ) path[i] = v;
else path[i] = -1; //path数组初始化
}
S[v] = 1; dist[v] = 0; //顶点v加入顶点集合
//选择当前不在集合S中具有最短路径的顶点u
for ( i = 0; i < n-1; i++ ) {
int min = MAXINT; int u = v;
for ( int j = 0; j < n; j++ )
if ( !S[j] && dist[j] < min )
{ u = j; min = dist[j]; }
S[u] = 1; //将顶点u加入集合S
for ( int w = 0; w < n; w++ ) //修改
if ( !S[w] && Edge[u][w] < MAXINT &&
dist[u] + Edge[u][w] < dist[w] ) {
dist[w] = dist[u] + Edge[u][w];
path[w] = u;
}
Floyd算法的基本思想:
定义一个n阶方阵序列:
A(-1), A(0), …, A(n-1).
其中 A(-1) [i][j] = Edge[i][j];
A(k) [i][j] = min { A(k-1)[i][j],
A(k-1)[i][k] + A(k-1)[k][j] }, k = 0,1,…, n-1
A(0) [i][j]是从顶点vi 到vj , 中间顶点是v0的最短路径的长度, A(k) [i][j]是从顶点vi 到vj , 中间顶点的序号不大于k的最短路径的长度, A(n-1)[i][j]是从顶点vi 到vj 的最短路径长度。
所有各对顶点之间的最短路径
void Graph::AllLengths ( const int n ) {
//Edge[n][n]是一个具有n个顶点的图的邻接矩阵。//a[i][j]是顶点 i 和 j 之间的最短路径长度。path[i][j]
//是相应路径上顶点 j 的前一顶点的顶点号, 在求
//最短路径时图的类定义中要修改path为
//path[NumVertices][NumVertices]。
for ( int i = 0; i < n; i++ ) //矩阵a与path初始化
for ( int j = 0; j < n; j++ ) {
a[i][j] = Edge[i][j];
if ( i <> j && a[i][j] < MAXINT )
path[i][j] = i; // i 到 j 有路径
else path[i][j] = 0; // i 到 j 无路径
}
for ( int k = 0; k < n; k++ ) //产生a(k)及path(k)
for ( i = 0; i < n; i++ )
for ( j = 0; j < n; j++ )
if ( a[i][k] + a[k][j] < a[i][j] ) {
a[i][j] = a[i][k] + a[k][j];
path[i][j] = path[k][j];
} //缩短路径长度, 绕过 k 到 j
}
❸ 最短路径算法 Dijkstra 用C语言编出来
#include"iostream.h"
#include"stdlib.h"
#define MAXPOINT 3//定义最大的顶点数目
#define limit 32767 //设置没有路径的权代替无穷大
struct record{ //没个顶点的数据结构设置为一个数组队列
int number; //顶点号
int flag; //标志是否从队列中被选过如果为1表示选过为0表示未选
int allpath; //从源点到这个点的当前最短距离(权最小)
}path[MAXPOINT+1];
int cost[MAXPOINT+1][MAXPOINT+1]; //用来表示图的邻接矩阵
void main()
{int i,j,temp,front=1,rear=MAXPOINT,N,minnumber;
//temp表示在数组队列中的当前下标 front表示队列首 rear表示队列尾
//N 表示待输入的源点号码 minnumber 表示选中的点的号码
int min=32768; //设置一个初始值
for(i=1;i<=MAXPOINT;i++)
for(j=1;j<=MAXPOINT;j++)
{cout<<"请输入从第"<<i<<"点到第"<<j<<"点的路径长度(权)如果没有路径的话请输入'32767' "<<endl;
cin>>cost[i][j]; //初始化所有点之间的(权)路径值
}
//cout<<"请输入源点号"<<endl; //输入一个起点
//cin>>N;
for(N=MAXPOINT;N>=1;N--)//把每一个点轮流地都设置为起点,可以求出任意一对顶点之间的最短路径
{ for(i=front;i<=rear;i++) //初始化每个点的信息
{if(i==N)
path[i].allpath=0;
else
path[i].allpath=limit;
path[i].flag=0;
path[i].number=i;
}
while(rear>=1) //控制循环次数
{for(temp=front;temp<=MAXPOINT;temp++)
{ if(path[temp].allpath<min&&path[temp].flag==0)//选出一个具有最值
//的点
{ minnumber=path[temp].number;
min=path[temp].allpath ;
}
}
min=32768;
path[minnumber].flag=1;//把选中的点的标志变量置1表示已经被选过避免选中
for(i=1;i<=MAXPOINT;i++)//进行类似广度优先搜索,更新最短路径
{if((i!=minnumber)&&(path[minnumber].allpath+cost[minnumber][i]<path[i].allpath))
path[i].allpath=path[minnumber].allpath+cost[minnumber][i];
}
rear--;//次数减1
}
rear=MAXPOINT; //恢复数组以便于下一点的循环
for(j=1;j<=MAXPOINT;j++)
{ cout<<"第"<<N<<"点到第"<<j<<"点的最短路径长度(权)为";
cout<<path[j].allpath <<endl;
}
}
}
//这个程序可以求出任意一对顶点之间的最短路径,不过这种算法效率还不是很高,还有其他算法待续
❹ 怎么用c语言实现单源最短路径问题要求是用Dijkstra算法,最好写出所有的代码 ,包括结构定义等等,对一
C语言代码://清华大学出版社光盘的代码
void ShortestPath_DIJ(MGraph G,int v0,PathMatrix &P,ShortPathTable &D)
{ // 算法7.15
// 用Dijkstra算法求有向网G的v0顶点到其余顶点v的最短路径P[v]
// 及其带权长度D[v]。
// 若P[v][w]为TRUE,则w是衡辩哗灶贺从v0到v当前求得最短路径上的顶点。
// final[v]为TRUE当且仅当v∈S,即已经求得从v0到v的最短路径。
int i=0,j, v,w,min;
bool final[MAX_VERTEX_NUM];
for (v=0; v<G.vexnum; ++v) {
final[v] = FALSE;
D[v] = G.arcs[v0][v].adj;
for (w=0; w<G.vexnum; ++w) P[v][w] = FALSE; // 设空路径
if (D[v] < INFINITY) { P[v][v0] = TRUE; P[v][v] = TRUE; }
}
D[v0] = 0; final[v0] = TRUE; // 初始化,v0顶点属于S集
//--- 开始主循环,每次求得v0到某个v顶点的最短路径,并加v到S集 ---
for (i=1; i<G.vexnum; ++i) { // 其余G.vexnum-1个顶点
min = INFINITY; // 当前所知离v0顶点的最近距离
for (w=0; w<G.vexnum; ++w)
if (!final[w]) // w顶点在V-S中
if (D[w]<min) { v = w; min = D[w]; } // w顶点离v0顶点更近
final[v] = TRUE; // 离v0顶点最近的咐行v加入S集
for (w=0; w<G.vexnum; ++w) // 更新当前最短路径及距离
if (!final[w] && (min+G.arcs[v][w].adj<D[w])) {
// 修改D[w]和P[w], w∈V-S
D[w] = min + G.arcs[v][w].adj;
for(j=0;j<G.vexnum;j++) P[w][j] = P[v][j]; //第v行赋值于第w行
P[w][w] = TRUE; // P[w] = P[v]+[w]
}//if
}//for
} // ShortestPath_DIJ
❺ 用dijkstra算法解决最短路径问题c语言代码实现时怎样将每一个路径的顶点次序依次输出出来
dijkstra算法原理主要就是已知源节点(v)和n个节点间代价函数(有向网络矩阵cost),通过不断将节点加入到一个节点子集S中,使得经过加入S后的各节点的路径代价是最小的,直至S节点包含了所有的n个节点停止。(具体算法阐明网上很多资料)。闲话少说,直接附程序吧~
/*
readme:
first,you need to input the node number, the cost matrix and the source node;
then the program will compute the best path.
finally,the program will output the lowest distance to the destination node, the pre-node and show the best path.
*/
#i nclude<stdio.h>
#i nclude <stdlib.h>
//Dijkstra算法实现函数
void Dijkstra(int n,int v,int dist[],int prev[],int **cost)
{
int i;
int j;
int maxint = 65535;//定义一个最大的数值,作为不相连的两个节点的代价权值
int *s ;//定义具有最短路径的节点子集s
s = (int *)malloc(sizeof(int) * n);
//初始化最小路径代价和前一跳节点值
for (i = 1; i <= n; i++)
{
dist[i] = cost[v][i];
s[i] = 0;
if (dist[i] == maxint)
{
prev[i] = 0;
}
else
{
prev[i] = v;
}
}
dist[v] = 0;
s[v] = 1;//源节点作为最初的s子集
for (i = 1; i < n; i++)
{
int temp = maxint;
int u = v;
//加入具有最小代价的邻居节点到s子集
for (j = 1; j <= n; j++)
{
if ((!s[j]) && (dist[j] < temp))
{
u = j;
temp = dist[j];
}
}
s[u] = 1;
//计算加入新的节点后,更新路径使得其产生代价最短
for (j = 1; j <= n; j++)
{
if ((!s[j]) && (cost[u][j] < maxint))
{
int newdist = dist[u] + cost[u][j];
if (newdist < dist[j])
{
dist[j] = newdist;
prev[j] = u;
}
}
}
}
}
//展示最佳路径函数
void ShowPath(int n,int v,int u,int *dist,int *prev)
{
int j = 0;
int w = u;
int count = 0;
int *way ;
way=(int *)malloc(sizeof(int)*(n+1));
//回溯路径
while (w != v)
{
count++;
way[count] = prev[w];
w = prev[w];
}
//输出路径
printf("the best path is:\n");
for (j = count; j >= 1; j--)
{
printf("%d -> ",way[j]);
}
printf("%d\n",u);
}
//主函数,主要做输入输出工作
void main()
{
int i,j,t;
int n,v,u;
int **cost;//代价矩阵
int *dist;//最短路径代价
int *prev;//前一跳节点空间
printf("please input the node number: ");
scanf("%d",&n);
printf("please input the cost status:\n");
cost=(int **)malloc(sizeof(int)*(n+1));
for (i = 1; i <= n; i++)
{
cost[i]=(int *)malloc(sizeof(int)*(n+1));
}
//输入代价矩阵
for (j = 1; j <= n; j++)
{
for (t = 1; t <= n; t++)
{
scanf("%d",&cost[j][t]);
}
}
dist = (int *)malloc(sizeof(int)*n);
prev = (int *)malloc(sizeof(int)*n);
printf("please input the source node: ");
scanf("%d",&v);
//调用dijkstra算法
Dijkstra(n, v, dist, prev, cost);
printf("*****************************\n");
printf("have confirm the best path\n");
printf("*****************************\n");
for(i = 1; i <= n ; i++)
{
if(i!=v)
{
printf("the distance cost from node %d to node %d is %d\n",v,i,dist[i]);
printf("the pre-node of node %d is node %d \n",i,prev[i]);
ShowPath(n,v,i, dist, prev);
}
}
}
❻ 用Matlab/C实现基于Dijkstra的路由选择算法实现
/**************************************************************
* 给定一个带权有向图G = (V,E),其中每条边的权是一个非负整数。*
* 另外还给定V中的一个顶点,称为源。现在我们要计算从源到所有其 *
* 他各顶点的最短路长度。这里路径长度是路上各边权之和。这个问 *
* 题通常称为单源最短路径问题。 *
***************************************************************/
#include<iostream.h>
#define INFINITE 100
void main()
{
int j,i,n,k,t,**w,*s,*p,*d;
cout<<"input the value of n:";
cin>>n;
cout<<endl;
d = new int[n];
s = new int[n];
p = new int[n];
w = new int*[n];
for(i = 0; i < n; i++)
{
w[i] = new int[n];
}
for(i = 0; i < n; i++)
for(j = 0; j < n; j++)
cin>>w[i][j];
for(s[0] = 1,i = 1; i < n; i++)
{
s[i] = 0;
d[i] = w[0][i];
if(d[i] < INFINITE)
p[i]=0;
else
p[i]=-1;
}
for(i = 1; i < n; i++)
{
t = INFINITE;
k = 1;
for(j = 1; j < n; j++)
if((!s[j]) && (d[j] < t))
{
t = d[j];
k = j;
}
s[k]=1;//point k join the S
for (j = 1; j < n; j++)
if((!s[j]) && (d[j] > d[k] + w[k][j]))
{
d[j] = d[k] + w[k][j];
p[j] = k;
}
}
cout<<"从源点到其它顶点的最短距离依次如下:";
for(i=1;i<n;i++) cout<<d[i]<<" ";
cout<<endl;
}
/*********
顶点个数用n表示,这里给出的例子n=6
100 1 12 100 100 100
100 100 9 3 100 100
100 100 100 100 5 100
100 100 4 100 13 15
100 100 100 100 100 4
100 100 100 100 100 100
具体例子见 电子工业出版社 《算法设计技巧与分析》148页
************/
❼ Dijkstra算法的原理和C的编程实现
.Dijkstra算法求单源最短路径
语法:result=Dijkstra(Graph G,int n,int s,int t, int path[]);
参数:
G:
图,用邻接矩阵表示
n:
图的顶点个数
s:
开始节点
t:
目标节点
path[]:
用于返回由开始节点到目标节点的路径
返回值:
最短路径长度
注意:
输入的图的权必须非负
顶点标号从0开始
用如下方法打印路径:
i=t;
while (i!=s)
{
printf("%d<--",i+1);
i=path[i];
}
printf("%d\n",s+1);
源程序:
int Dijkstra(Graph G,int n,int s,int t, int path[])
{
int i,j,w,minc,d[max_vertexes],mark[max_vertexes];
for (i=0;i<n;i++) mark[i]=0;
for (i=0;i<n;i++)
{ d[i]=G[s][i];
path[i]=s; }
mark[s]=1;path[s]=0;d[s]=0;
for (i=1;i<n;i++)
{
minc=infinity;
w=0;
for (j=0;j<n;j++)
if ((mark[j]==0)&&(minc>=d[j])) {minc=d[j];w=j;}
mark[w]=1;
for (j=0;j<n;j++)
if ((mark[j]==0)&&(G[w][j]!=infinity)&&(d[j]>d[w]+G[w][j]))
{ d[j]=d[w]+G[w][j];
path[j]=w; }
}
return d[t];
}
原理:(1)初始时,S只包含源点,即S=,v的距离为0。U包含除v外的其他顶点,U中顶点u距离为边上的权(若v与u有边)或 ∞(若u不是v的出边邻接点)。 (2)从U中选取一个距离v最小的顶点k,把k,加入S中(该选定的距离就是v到k的最短路径长度)。 (3)以k为新考虑的中间点,修改U中各顶点的距离;若从源点v到顶点u(u U)的距离(经过顶点k)比原来距离(不经过顶点k)短,则修改顶点u的距离值,修改后的距离值为顶点k的距离加上边上的权。 (4)重复步骤(2)和(3)直到所有顶点都包含在S中。
❽ 用C或C++实现求最短路径的Dijkstra算法
/* 用邻接矩阵表示的图的Dijkstra算法的源程序*/
#include<stdio.h>
#define MAXVEX 100
typedef char VexType;
typedef float AdjType;
typedef struct
{ VexType vexs[MAXVEX]; /* 顶点信息 */
AdjType arcs[MAXVEX][MAXVEX]; /* 边信息 */
int n; /* 图的顶点个数 */
}GraphMatrix;
GraphMatrix graph;
typedef struct {
VexType vertex; /* 顶点信息 */
AdjType length; /* 最短路径长度 */
int prevex; /* 从v0到达vi(i=1,2,…n-1)的最短路径上vi的前趋顶点 */
}Path;
Path dist[6]; /* n为图中顶点个数*/
#define MAX 1e+8
void init(GraphMatrix* pgraph, Path dist[])
{
int i; dist[0].length=0; dist[0].prevex=0;
dist[0].vertex=pgraph->vexs[0];
pgraph->arcs[0][0]=1; /* 表示顶点v0在集合U中 */
for(i=1; i<pgraph->n; i++) /* 初始化集合V-U中顶点的距离值 */
{ dist[i].length=pgraph->arcs[0][i];
dist[i].vertex=pgraph->vexs[i];
if(dist[i].length!=MAX)
dist[i].prevex=0;
else dist[i].prevex= -1;
}
}
void dijkstra(GraphMatrix graph, Path dist[])
{ int i,j,minvex; AdjType min;
init(&graph,dist); /* 初始化,此时集合U中只有顶点v0*/
for(i=1; i<graph.n; i++)
{ min=MAX; minvex=0;
for(j=1; j<graph.n; j++)
if( (graph.arcs[j][j]==0) && (dist[j].length<min) ) /*在V-U中选出距离值最小顶点*/
{ min=dist[j].length; minvex=j; }
if(minvex==0) break; /* 从v0没有路径可以通往集合V-U中的顶点 */
graph.arcs[minvex][minvex]=1; /* 集合V-U中路径最小的顶点为minvex */
for(j=1; j<graph.n; j++) /* 调整集合V-U中的顶点的最短路径 */
{ if(graph.arcs[j][j]==1) continue;
if(dist[j].length>dist[minvex].length+graph.arcs[minvex][j])
{ dist[j].length=dist[minvex].length+graph.arcs[minvex][j];
dist[j].prevex=minvex;
}
}
}
}
void initgraph()
{
int i,j;
graph.n=6;
for(i=0;i<graph.n;i++)
for(j=0;j<graph.n;j++)
graph.arcs[i][j]=(i==j?0:MAX);
graph.arcs[0][1]=50;
graph.arcs[0][2]=10;
graph.arcs[1][2]=15;
graph.arcs[1][4]=5;
graph.arcs[2][0]=20;
graph.arcs[2][3]=15;
graph.arcs[3][1]=20;
graph.arcs[3][4]=35;
graph.arcs[4][3]=30;
graph.arcs[5][3]=3;
graph.arcs[0][4]=45;
}
int main()
{
int i;
initgraph();
dijkstra(graph,dist);
for(i=0;i<graph.n;i++)
printf("(%.0f %d)",dist[i].length,dist[i].prevex);
return 0;
}
}
}
}
void initgraph()
{
int i,j;
graph.n=6;
for(i=0;i<graph.n;i++)
for(j=0;j<graph.n;j++)
graph.arcs[i][j]=(i==j?0:MAX);
graph.arcs[0][1]=50;
graph.arcs[0][2]=10;
graph.arcs[1][2]=15;
graph.arcs[1][4]=5;
graph.arcs[2][0]=20;
graph.arcs[2][3]=15;
graph.arcs[3][1]=20;
graph.arcs[3][4]=35;
graph.arcs[4][3]=30;
graph.arcs[5][3]=3;
graph.arcs[0][4]=45;
}
int main()
{
int i;
initgraph();
dijkstra(graph,dist);
for(i=0;i<graph.n;i++)
printf("(%.0f %d)",dist[i].length,dist[i].prevex);
return 0;
}
这个稍作改动就可以了。