Dijkstra

Dijkstra

迪杰斯特拉(Dijkstra)算法按路径长度(看下面表格的最后一行,就是 next 点)递增次序产生最短路径。先把 V 分成两组:

  • S:已求出最短路径的顶点的集合
  • V-S=T:尚未确定最短路径的顶点集合

将 T 中顶点按最短路径递增的次序加入到 S 中,依据:可以证明 V0 到 T 中顶点 Vk 的最短路径,或是从 V0 到 Vk 的直接路径的权值或是从 V0 经 S 中顶点到 Vk 的路径权值之和。求最短路径的步骤如下:

  • 初使时令 S={V0},T={其余顶点},T 中顶点对应的距离值,若存在<V0,Vi>,为<V0,Vi>弧上的权值(和SPFA初始化方式不同),若不存在<V0,Vi>,为 Inf。

  • 从 T 中选取一个其距离值为最小的顶点 W(贪心体现在此处),加入 S(注意不是直接从 S 集合中选取,理解这个对于理解 vis 数组的作用至关重要),对 T 中顶点的距离值进行修改:若加进 W 作中间顶点,从 V0 到 Vi 的距离值比不加 W 的路径要短,则修改此距离值(上面两个并列 for 循环,使用最小点更新)。

  • 重复上述步骤,直到 S 中包含所有顶点,即 S=V 为止(说明最外层是除起点外的遍历)。

Dijkstra 算法的缺陷之一是不能处理负权边,这与贪心选择性质有关,每次都找一个距源点最近的点(dmin),然后将该距离定为这个点到源点的最短路径;但如果存在负权边,那就有可能先通过并不是距源点最近的一个次优点(dmin’),再通过这个负权边 L(L<0),使得路径之和更小(dmin’+L<dmin),则 dmin’+L 成为最短路径,并不是 dmin,这样 dijkstra 就被囧掉了。比如 n=3,邻接矩阵:

0,3,4
3,0,-2
4,-2,0,

用 dijkstra 求得 d[1,2]=3,事实上 d[1,2]=2,就是通过了 1-3-2 使得路径减小。不知道讲得清楚不清楚。

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