最短路三连

Posted 2021-03-02 hermitgreen

最短路三连

最常见的三种最短路算法分别是Floyd，Dijkstra和Bellman算法

Floyd

Floyd用于解多源最短路 复杂度为 (O(n^{3})) 主要解决稠密图，可以解决负权边的问题

void floyd(int n) {
    for (int k = 1; k <= n; k++) {
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            for (int j = 1; j <= n; j++) {
                // mp[i][j]的值为 i直接到j的值和i通过k到j的值中的较小值
                mp[i][j] = min(mp[i][j], mp[i][k] + mp[k][j]);
            }
        }
    }
}

Dijkstra

用于解单源最短路问题,复杂度为(O（（m+n)logn))可以看到比起Floyd有了质的飞跃，主要用于解决稠密图

void dij(int n) {
    //初始化dis数组
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        dis[i] = mp[1][i];
    }
    vis[1] = 1;
    int min;
    int u;
    int v;
    for (int i = 1; i <= n - 1; i++) {
        min = INF;
        for (int j = 1; j <= n; j++) {
            //如果j点没有访问过并且距离小于当前最小值
            if (!vis[j] && dis[j] < min) {
                min = dis[j];
                u = j;  //得到距离点1最近的点u
            }
        }
        vis[u] = 1;  // u标记为已经访问
        for (int v = 1; v <= n; v++) {
            //遍历其他点,对于从u到v有路的,查看通过点u中转的距离近,还是直接走近
            //其实就是二维的Floyd
            if (mp[u][v] < INF && dis[v] > dis[u] + mp[u][v]) {
                dis[v] = dis[u] + mp[u][v];
            }
        }
    }
    //输出结果
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        cout << dis[i] << endl;
    }
}

Bellman

Bellman-Ford算法复杂度为(O(N*M))，可解决负权边的问题

和上面两个不同的是bellman使用了邻接表存储图

int dis[MAX];  //路径长度
int u[MAX];    //边的起始点
int v[MAX];    //边的结束点
int w[MAX];    //边的权值
int n;         // n个点
int m;         // m条边
void init(void) {
    dis[1] = 0;  //点1到自身的距离是0
    for (int i = 2; i <= n; i++) {
        dis[i] = INF;  //点1到其他点初始化成INF
    }
}
// Bellman类似于广搜,实际上利用队列可以优化Bellman,
//和广搜不同的是,广搜一次就不会再进入了,而bellman如果后面又松弛了一次,那么又会再次入队
void bellman(void) {
    for (int k = 1; k < n; k++) {  //至多需要k-1次松弛
        for (int i = 1; i <= m; i++) { //对该轮松弛,尝试每一条边
            if (dis[v[i]] > dis[u[i]] + w[i]) {
                dis[v[i]] = dis[u[i]] + w[i];
            }
        }
    }
}