Dijkstra算法求c1点到其余各点的最短路径
该 MATLAB 代码实现了 Dijkstra 算法,用于求解单源最短路径问题。该算法用于计算从一个节点(通常是起始节点)到其他所有节点的最短路径。下面是对代码的逐行分析和对算法思想的解释:### Dijkstra 算法的基本思想
Dijkstra 算法是一种贪心算法,核心思想是通过不断选择当前未访问节点中距离起点最近的节点,并更新相邻节点的最短路径估计值,最终找到所有节点的最短路径。
代码解析函数定义:function = dijkf(a)- `a` 为权值矩阵,表示图中节点之间的边的权重。
- `d` 为最短路径权重的数组。
- `index1` 表示节点访问顺序。
- `index2` 表示节点的索引顺序。
初始化:M = max(max(a));
pb(1:length(a)) = 0; % 标记所有节点为未访问
pb(1) = 1; % 将起点标记为已访问
index1 = 1; % 记录访问顺序
index2 = ones(1, length(a)); % 初始化索引数组
d(1:length(a)) = M; % 初始化距离数组为最大值
d(1) = 0; % 起点到自身的距离为0
temp = 1; % 设定当前节点为起点- 通过提取权值矩阵的最大值来设置初始距离为一个很大的数(无穷大)。
- `pb` 数组用于标记哪些节点已被访问。
- `d` 数组用于存储从起点到其他节点的最短路径长度,初始时将所有值设为无穷大,起点到自身的距离设为0。
更新最短路径::while sum(pb) < length(a)
tb = find(pb == 0); % 找到所有未访问的节点
d(tb) = min(d(tb), d(temp) + a(temp, tb)); % 更新这些节点的距离
tmpb = find(d(tb) == min(d(tb))); % 找到距离最小的未访问节点
temp = tb(tmpb(1)); % 选择距离最小的那个节点
pb(temp) = 1; % 将其标记为已访问
index1 = ; % 记录访问顺序- 使用 `while` 循环遍历所有节点,直至所有节点都被访问。
- 找到当前未访问节点 `tb`,并更新这些节点的最短路径长度。
- 选择距离最小的未访问节点来作为下一个要访问的节点。
- 将该节点标记为已访问,并记录访问顺序。
记录顺序和索引:index = index1(find(d(index1) == d(temp) - a(temp, index1)));
if length(index) >= 2
index = index(1);
end
index2(temp) = index; % 将更新后的索引存入 index2- 通过计算当前节点与已访问节点的关系来更新节点索引 `index2`,确保最短路径的方向正确。
总结最后,该算法实现了 Dijkstra 最短路径算法的基本逻辑:
1. 初始化距离和访问标记。
2. 循环获取离起点最近的未访问节点,并更新其邻接节点的最短路径。
3. 重复这一过程,直到所有节点均被访问。
最终返回的 `d` 是从起点到其他节点的最短路径长度数组,`index1` 是访问顺序,`index2` 是节点的索引顺序。这个算法的时间复杂度为 \(O(V^2)\),其中 \(V\) 是图中节点的数量。但在使用优先队列等数据结构优化时,可以将复杂度降低到 \(O((V + E) \log V)\),\(E\) 是边的数量。
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