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图中最短路径解决方法 Dijkstra

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发表于 2023-12-22 11:02 |只看该作者 |倒序浏览
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这段代码是Dijkstra算法的一个实现,用于在带权图中找到从一个起始点到其他所有点的最短路径。下面是对代码的逐步解释:8 g6 o7 j8 {. s1 B3 r
clear all6 R+ t- H. K5 i# u$ J- A
%图论最短路问题的Dijkstra算法
9 q/ A$ C& e! ~$ e4 `%邻接矩阵(点与点的关系)) B6 \2 r& |0 `4 G1 f1 r: m
w=[0,2,4,inf,inf,inf,inf;  ' o& l5 f* L( T0 p* |. j( Y
   2,0,inf,3,3,1,inf;
( ]7 P5 `8 L0 P: N4 s$ y   4,inf,0,2,3,1,inf;                      * ]5 g: {' {( N6 j4 F" h
   inf,3,2,0,inf,inf,1;                    . S& W2 K; ?$ t0 L
   inf,3,3,inf,0,inf,3;  i' I1 Q$ f, h# m% Y
   inf,1,1,inf,inf,0,4;
: C$ n: w# L1 t/ l: W   inf,inf,inf,1,3,4,0];, i$ J, A# {3 t3 R1 Q( i' [' a0 C
n=size(w,1);%记录图中点数
/ P7 {, \. P3 e$ j0 o
! j4 H/ ?* x1 d# Afor i=1:n
& K% o% \+ t* d4 Y    l(i)=w(1,i); %为l(v)赋初值! B( m" K8 r! y' E; n
    z(i)=1;      %为z(v)赋初值1
( ^2 m2 x8 f8 Pend
; ?- d3 B) e/ O' h
, Q! V. i3 j7 s7 J" Q  @' Ss=[];            %s集合
; j/ Q1 I8 n2 |' g2 k- ^s(1)=1;          %s集合的第1个元素为起点8 g0 ^3 p* K* p$ I) @
u=s(1);
" ~2 a6 P# ?7 _  P7 Hk=1;             %k记录集合s中点的数量, `! S. R  T6 j4 ]" [' R; X( C

- }! A) T4 l% r5 \while k<n       %当集合s未包含所有元素的时候执行循环0 z3 \- o0 e/ W. J9 b/ k% i5 G- k
    for i=1:n    %更新一遍l(v),z(v)
/ v- f9 R) [2 D5 ~9 K        if l(i)>l(u)+w(u,i)
& ~5 ^' S7 A* q/ d% E5 b            l(i)=l(u)+w(u,i);  u* _+ H$ V7 {& w. X, z
            z(i)=u;) T4 A% c" ^) y% ]5 L( z
        end
; S' t) V& g9 a- S5 d0 m+ v) O$ X    end
4 U, }' j- J5 @+ G% q2 @0 z# a1 y- b  C( B! O
    %找l(i)中最小的v加入s集合- d! _# M# h- d, B% U5 T
    ll=l;5 A$ M' r5 ^0 H& H9 D
    for i=1:n0 [( l0 L5 {) p) P4 e
        for j=1:k) C0 ~) w: d7 J9 [+ A
            if i==s(j)/ a8 y5 C$ m# e; ^, t4 E
                ll(i)=inf; %去除掉已经在s集合中的点+ C6 q3 P7 |" S, M' ~
            end
5 h7 v! s4 a3 _" W        end3 K$ d3 p" e. o- C9 h
    end
: ]; Z, B# I8 r" N1 J/ v) ^* X    [lv,v]=min(ll); %求最小的l(v)
) H/ D/ m# S3 c* T" C2 D    s(k+1)=v;       %加入集合s7 r" Z4 d+ r- y% h$ a& n
    u=v;. u- R* c1 H& A; g2 i; A! G
    k=k+1;0 W% H* l; _6 U5 d) i
end
( a. j/ R1 |8 H& v" d' C
: Z1 ^& |# ]8 P1 [, [) Tfprintf('最短路为:%1d->%1d->%1d->%1d\n',z(z(z(7))),z(z(7)),z(7),7)
" \& e! ]  v/ v( i7 g: `
3 V' Q8 d/ ^; `8 w/ l" {* j解释:
7 K6 l) a1 n2 `. |. x, U2 `& \
' q2 d9 M6 @3 h3 }$ X! Z1 K8 z1 q1.清除变量: clear all 语句清除所有之前定义的变量,以确保从干净的状态开始执行程序。( k1 p& F0 X, Z" }2 j- T
2.邻接矩阵: 图被表示为邻接矩阵 w,其中 w(i, j) 表示从顶点 i 到顶点 j 的边的权重。 inf 表示没有直接的边。8 o+ x. r0 `, J. I0 I* M  B
3.初始化: l 数组存储从起始点到每个点的当前最短路径长度,z 数组存储路径中的前一个顶点。初始时,将起始点到每个点的距离初始化,并将前一个顶点初始化为起始点。, D9 o" l0 d4 u9 S# h
4.主循环: 使用 while 循环,每次选择一个新的顶点加入集合 s,直到 s 包含所有顶点。在每次循环中,通过更新 l 和 z 数组来逐步找到最短路径。1 @4 N! B% ?. K6 y# N
5.输出: 最后,使用 fprintf 打印从起始点到指定点的最短路径。在这里,路径是通过回溯 z 数组得到的。7 D& \" J' a4 ]  p
9 [4 @8 y5 [4 W! L
注意:这段代码的输出是针对特定的终点(顶点7)进行的,你可能需要根据你的需求更改这个值。
0 K* n! A; w, I7 b# y) a# b2 ?$ h0 H6 v. e0 t& ?- R; B5 B6 |
3 s& u& B) Y+ R' u# w1 F# c. E

Dijkstra.m

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