基本原理:
迪杰斯特拉算法是一种贪心算法。
首先建立一个集合,初始化只有一个顶点。每次将当前集合的所有顶点(初始只有一个顶点)看成一个整体,找到集合外与集合距离最近的顶点,将其加入集合并检查是否修改路径距离(比较在集合内源点到达目标点中各个路径的距离,取最小值),以此类推,直到将所有点都加入集合中。得到的就是源点到达各顶点最短距离。时间复杂度为 O(n^2)。
变量解释:
1、采用图的邻接矩阵存储结构;
2、辅助数组visited[n] :表示当前顶点的最短路径是否求出,1表示求出;
3、辅助数组path[n] :记录路径,字符串类型;
4、返回结果shortPath[n]
算法代码:
1 public class Dijkstra {
2 public static final int M = 10000; // 代表正无穷
3
4 //案例演示
5 public static void main(String[] args) {
6 // 二维数组每一行分别是 A、B、C、D、E 各点到其余点的距离,
7 // A -> A 距离为0, 常量M 为正无穷
8 int[][] weight1 = {
9 {0,4,M,2,M},
10 {4,0,4,1,M},
11 {M,4,0,1,3},
12 {2,1,1,0,7},
13 {M,M,3,7,0}
14 };
15
16 int start = 0;
17
18 int[] shortPath = dijkstra(weight1, start);
19
20 for (int i = 0; i < shortPath.length; i++)
21 System.out.println("从" + start + "出发到" + i + "的最短距离为:" + shortPath[i]);
22 }
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24 public static int[] dijkstra(int[][] weight, int start) {
25 // 接受一个有向图的权重矩阵,和一个起点编号start(从0编号,顶点存在数组中)
26 // 返回一个int[] 数组,表示从start到它的最短路径长度
27 int n = weight.length; // 顶点个数
28 int[] shortPath = new int[n]; // 保存start到其他各点的最短路径
29 String[] path = new String[n]; // 保存start到其他各点最短路径的字符串表示
30 for (int i = 0; i < n; i++)
31 path[i] = new String(start + "-->" + i);
32 int[] visited = new int[n]; // 标记当前该顶点的最短路径是否已经求出,1表示已求出
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34 // 初始化,第一个顶点已经求出
35 shortPath[start] = 0;
36 visited[start] = 1;
37
38 for (int count = 1; count < n; count++) { // 要加入n-1个顶点
39 int k = -1; // 选出一个距离初始顶点start最近的未标记顶点
40 int dmin = Integer.MAX_VALUE;
41 for (int i = 0; i < n; i++) {
42 if (visited[i] == 0 && weight[start][i] < dmin) {
43 dmin = weight[start][i];
44 k = i;
45 }
46 }
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48 // 将新选出的顶点标记为已求出最短路径,且到start的最短路径就是dmin
49 shortPath[k] = dmin;
50 visited[k] = 1;
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52 // 以k为中间点,修正从start到未访问各点的距离
53 for (int i = 0; i < n; i++) {
54 //如果 '起始点到当前点距离' + '当前点到某点距离' < '起始点到某点距离', 则更新
55 if (visited[i] == 0 && weight[start][k] + weight[k][i] < weight[start][i]) {
56 weight[start][i] = weight[start][k] + weight[k][i];
57 path[i] = path[k] + "-->" + i;
58 }
59 }
60 }
61 for (int i = 0; i < n; i++) {
62
63 System.out.println("从" + start + "出发到" + i + "的最短路径为:" + path[i]);
64 }
65 System.out.println("=====================================");
66 return shortPath;
67 }
68
69 }