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Bellman-Ford算法和Dijkstra算法

2015-06-23 09:53 344 查看
Bellman-Ford算法是通过Relax边来实现的,由于最短无负权回路的路径应该最多有V-1条边,所以一共执行V-1次Relax操作即可,而且注意,每次Relax操作都只是基于上一次Relax操作之后的图,和这次Relax中已经Relax了的节点毫无关系(这个是重点!).

检查负权回路原理:若有负权回路,则经过V-1次relax之后relax还能减小消耗(路径值不会收敛)

bool graph::Bellman_Ford(int start,int res_d[],int res_pre[])
{
int d[1000];//记录到源点的距离
int pre[1000];//记录其前驱节点
for (int i = 0; i < Pnum; i++)//初始化,距离初源点外都为无穷大,源点为0
{
if (i == start)
{
d[i] = 0;
pre[i] = i;
}
else
{
d[i] = INF;
pre[i] = INF;
}
}
for (int k = 0; k < Pnum - 1; k++)
{
for (int i = 0; i < Pnum; i++)
{
for (int j = 0; j < edge_set[i].size(); j++)
{
int end = edge_set[i][j].end;
if (d[end] > d[i] + edge_set[i][j].value)//每次松弛的时候仅在上一次的图上进行
{
int a = d[i] + edge_set[i][j].value;
res_d[end] = d[i] + edge_set[i][j].value;
res_pre[end] = i;
}
}
}
for (int i = 0; i < Pnum; i++)
{
d[i] = res_d[i];
pre[i] = res_pre[i];
}
}
//检查是否有源可达的负权回路
for (int i = 0; i < Pnum; i++)
{
for (int j = 0; j < edge_set[i].size(); j++)
{
int end = edge_set[i][j].end;
if (d[end] > d[i] + edge_set[i][j].value)//证明还可以松弛,证明最短路径无法收敛,有负权回路
return false;
}
}
return true;
}


DIjkstra算法:

其仅对与当前的节点相邻的边进行松弛,而每次选松弛后离源点最近的点作为当前节点,并加入到集合中,每一次加入节点u时,此节点u的d[u] = res[u].(反正,假设u是第一个不满足d[u] = res[u]的)

void graph::dijkstra(int start_p,int res[][2])
{
int p_num = this->Pnum;
int p = start_p;
//一共有n - 1个点的距离
int visit[1000];
memset(visit, 0, sizeof(visit));
visit[p] = 1;
for (int i = 0; i < p_num - 1; i++)
{
int min = INF;
int min_p;
for (int j = 0; j < p_num; j++)
{
if (edge[p][j] && !visit[j])//p到j有边且j未被访问 ,判断是否更新点j的路径
{
if (res[j][0] == 0 || res[j][0] > res[p][0] + edge[p][j])
{
res[j][0] = res[p][0] + edge[p][j];
res[j][1] = p;
}
}
//从所有点中找到到start_p最近的点作为下一个起始点 rea[j][0]证明还没能访问
if (!visit[j] && res[j][0] < min && res[j][0] != 0)
{
min = res[j][0];
min_p = j;
}
}
p = min_p;
visit[p] = 1;
}
}
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