java学习17

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Dijkstra 算法

image.png 假设以顶点0出发,

(1)0到各个顶点距离为:<0,1> 6;<0,2> 2 ;<0,3> ∞;选取最小距离<0,2> 2 0->2: 2

(2)加入<0,2>一条边,看0到剩余顶点距离:

    <0,1>: 原<0,1> 6,在加入<0,2>,则可以借助<0,2>,<0,2><2,1> 5;选取最小距离5

   <0,3>:原<0,3> ∞,在加入<0,2>,<0,2><2,3> 7;选取最小距离7 

比较5和7选取最小的距离5 0->1: 5

(3)加入<0,2><2,1>边,看0到剩余顶点的距离

   <0,3>:原<0,2><2,3> 7,在加入<2,1>,<0,2><2,1><1,3>7;  选取最小距离<0,2><2,3> 7
   节点遍历完,找到0到各点最短距离 0->3: 7

在这个过程中进一步思考:

在实现这个过程中需要借助一些数组来存储数据:

开始顶点到每一个顶点的最短距离需要有一个数组来存储,并且在每循环一次都需要检查这个数组是否需要更新

开始顶点到某个顶点不一定是直连路径,则需要存储开始顶点到某个顶点的路径,则也需要一个数组来存储路径。

顶点是否已经确定为最短路径结点,需要一个数组来做一个标志。

 Prim 算法

prim算法为最小生成树,过程:任意选一个顶点(如选0顶点)

从0顶点到与之相连的结点之间距离最短的顶点,图中为2

在0,2结点中选择距离最短的结点,则为 1 节点

在0,1,2结点中选择距离最短的结点,则为3节点

当结点树n = 边树n-1即构建成功

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对比

Dijkstra 算法是求单源最短路径,可以算出开始顶点到其他顶点的最短路径,但是如果权重有负数,则dijstra并不能计算出正确的结果。而prim算法是构建最小生成树的一种策略。

Dijkstra 求单源最短路径时,我们要给定一个顶点,去找到其他结点的最短路径,而最小生成树是任意选择一个顶点开始。

Dijkstra 算法适用于有向图,而Prim更适合无向图(我认为主要是有向图在两个节点来回可能权重不同)

总结:

今天学习了dijkstra和prim算法,这两个算法在实现上有很大的相似,区别在于计算距离是用累计还是只看顶点到顶点的距离。