弗洛伊德算法(每一对顶点之间的最短路径)
2015-06-19 13:20
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for( int i = 1 ;i <= vtxnum; ++i ) for( int j = 1; j <= vtxnum; ++j) { dist[i][j] = cost[i][j]; if( dist[i][j] < INFINITE) //i到j有边 path[i,j] = [i]+[j]; } for( k = 1; k <= vtxnum; ++k) //中间点 for( int i = 1; i <= vtxnum; ++i) for(int j = 1; j <= vtxnum ; ++j) if( dist[i][k] + dist[k][j] < dist[i][j]) { dist[i][j] = dist[i][k]+dist[k][j]; path[i,j] = path[i,k]+path[k,j]; } //dist是两点间最短距离,cost是边权值,path是路径
Floyd算法的基本思想如下:从任意节点A到任意节点B的最短路径不外乎2种可能,1是直接从A到B,2是从A经过若干个节点X到B。所以,我们假设Dis(AB)为节点A到节点B的最短路径的距离,对于每一个节点X,我们检查Dis(AX) + Dis(XB) < Dis(AB)是否成立,如果成立,证明从A到X再到B的路径比A直接到B的路径短,我们便设置Dis(AB) = Dis(AX) + Dis(XB),这样一来,当我们遍历完所有节点X,Dis(AB)中记录的便是A到B的最短路径的距离。
很简单吧,代码看起来可能像下面这样:
让我们来看一个例子,看下图:
![](http://pic002.cnblogs.com/images/2011/284166/2011090720565477.png)
图中红色的数字代表边的权重。如果我们在最内层检查所有节点X,那么对于A->B,我们只能发现一条路径,就是A->B,路径距离为9。而这显然是不正确的,真实的最短路径是A->D->C->B,路径距离为6。造成错误的原因就是我们把检查所有节点X放在最内层,造成过早的把A到B的最短路径确定下来了,当确定A->B的最短路径时Dis(AC)尚未被计算。所以,我们需要改写循环顺序,如下:
那么接下来的问题就是,我们如何找出最短路径呢?这里需要借助一个辅助数组Path,它是这样使用的:Path(AB)的值如果为P,则表示A节点到B节点的最短路径是A->...->P->B。这样一来,假设我们要找A->B的最短路径,那么就依次查找,假设Path(AB)的值为P,那么接着查找Path(AP),假设Path(AP)的值为L,那么接着查找Path(AL),假设Path(AL)的值为A,则查找结束,最短路径为A->L->P->B。
那么,如何填充Path的值呢?很简单,当我们发现Dis(AX) + Dis(XB) < Dis(AB)成立时,就要把最短路径改为A->...->X->...->B,而此时,Path(XB)的值是已知的,所以,Path(AB) = Path(XB)。
好了,基本的介绍完成了,接下来就是实现的时候了,这里我们使用图以及邻接矩阵:
![](http://pic002.cnblogs.com/images/2011/284166/2011090721561275.png)
测试代码如下:
![](http://pic002.cnblogs.com/images/2011/284166/2011090722085932.png)
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