算法设计与分析实践-作业2

1. 问题

  • Floyd算法求解下图各个顶点的最短距离。写出Floyd算法的伪代码和给出距离矩阵(顶点之间的最短距离矩阵),按实验报告模板编写算法。
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  • 对于下图使用Dijkstra算法求由顶点a到顶点h的最短路径,按实验报告模板编写算法。
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2. 设计

Floyd算法设计:

  • 算法思想原理:
  1. 首先是寻找从点i到点j的最短路径。
  2. 接着是为这个目标重新做一个诠释:从任意节点i到任意节点j的最短路径不外乎2种可能,1是直接从i到j,2是从i经过若干个节点k到j。所以,我们假设Dis(i,j)为节点u到节点v的最短路径的距离,对于每一个节点k,允许它作为中转点,我们检查Dis(i,k) + Dis(k,j) < Dis(i,j)是否成立,如果成立,证明从i到k再到j的路径比i直接到j的路径短,我们便设置Dis(i,j) = Dis(i,k) + Dis(k,j),这样一来,当我们遍历完所有节点k,Dis(i,j)中记录的便是i到j的最短路径的距离。
    图示:
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    给出矩阵,上图Dis[][]是初始化之后,即它的值就为图的邻接矩阵的值。
  • 输入格式:
    4 8
    1 2 2
    1 3 6
    1 4 4
    2 3 3
    3 1 7
    3 4 1
    4 1 5
    4 3 12
    第一行两个数为n和m,n表示顶点个数,m表示边的条数。
    接下来m行,每一行有三个数t1、t2 和t3,表示顶点t1到顶点t2的路程是t3

  • 结果:
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Dijkstra算法设计:

  • 算法思想原理:
    设G=(V,E)是一个带权有向图,把图中顶点集合V分成两组,第一组为已求出最短路径的顶点集合(visited表示,初始时visited中只有一个源点,以后每求得一条最短路径 , 就将加入到集合visited中,直到全部顶点都加入到visited中,算法就结束了),第二组为其余未确定最短路径的顶点集合(用U表示),按最短路径长度的递增次序依次把第二组的顶点加入visited中。在加入的过程中,总保持从源点v到visited中各顶点的最短路径长度不大于从源点v到U中任何顶点的最短路径长度。此外,每个顶点对应一个距离,visited中的顶点的距离就是从v到此顶点的最短路径长度,U中的顶点的距离,是从v到此顶点只包括visited中的顶点为中间顶点的当前最短路径长度。
    所需要的辅助数组:bool visited[]表示该点有没有被访问过,int distance[]表示v点到该点的最短距离,int pre[]表示该点的父节点。
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  • 输入格式:
    8 11 1 8
    1 2 1
    2 4 2
    3 1 2
    4 3 1
    4 6 8
    5 4 2
    5 7 2
    6 5 2
    7 6 3
    7 8 3
    8 6 2

    第一行四个数为n、m、v0、vx,n表示顶点个数,m表示边的条数,v0表示起点,vx表示终点。
    接下来m行,每一行有三个数t1、t2 和t3,表示顶点t1到顶点t2的路程是t3

  • 结果:
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3. 分析

1.Dijkstra算法复杂度O(n2)。
2.Floyd算法复杂度O(n3)。

4. 源码

https://github.com/Ericjin1022/-suanfa

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