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Python Dijkstra算法(python dijkstra算法30个节点运算速度)

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对于想了解PythonDijkstra算法的读者,本文将提供新的信息,我们将详细介绍pythondijkstra算法30个节点运算速度,并且为您提供关于DijkstraAlgorithm迪克特斯拉算法

对于想了解Python Dijkstra算法的读者,本文将提供新的信息,我们将详细介绍python dijkstra算法30个节点运算速度,并且为您提供关于Dijkstra Algorithm 迪克特斯拉算法--Python、Dijkstra算法、Dijkstra算法 (迪杰斯特拉)、Dijkstra算法 c语言实现的有价值信息。

本文目录一览:

Python Dijkstra算法(python dijkstra算法30个节点运算速度)

Python Dijkstra算法(python dijkstra算法30个节点运算速度)

我正在尝试编写Dijkstra的算法,但是我在努力如何在代码中“说”某些事情而苦苦挣扎。为了可视化,这是我要使用数组表示的列:

   max_nodes     A  B  C         Length       Predecessor       Visited/UnvisitedA 0  1   2             -1                                              UB 1  0   1             -1                                              UC 2  1   0             -1                                              U

因此,将有几个数组,如下面的代码所示:

def dijkstra (graph, start, end)network[max_nodes][max_nodes]state  [max_nodes][length]state2 [max_nodes][predecessor]state3 [max_nodes][visited]initialNode = 0    for nodes in graph:      D[max_nodes][length] = -1      P[max_nodes][predecessor] = ""      V[max_nodes][visited] = false      for l in graph:       length = lengthFromSource[node] + graph[node][l]          if length < lengthFromSourceNode[w]:             state[l][length] = x             state2[l][predecessor]              state3[l][visited] = true          x +=1

粗体部分是我要坚持的地方-我正在尝试实现算法的这一部分:

3.对于当前节点,请考虑其所有未访问的邻居并计算其暂定距离。
例如,如果当前节点(A)的距离为6,并且将其与另一个节点(B)相连的边为2,则通过A到B的距离将为6 + 2 =
8。如果此距离小于以前记录的距离,则覆盖距离
4。完成考虑当前节点的所有邻居后,将其标记为已访问。访问过的节点将不再被检查;现在记录的距离是最终的和最小的

我认为我走在正确的轨道上,我只是停留在怎么说:“从节点开始,获取从源到节点的长度,如果长度较小,则覆盖先前的值,然后移至下一个节点

答案1

小编典典

首先,我认为这是一个作业问题,因为最好的建议是不要自己去写,而是在网络上找到现有的实现。
例如,这看起来不错。

假设您 确实 需要重新设计轮子,那么那里引用的代码将使用字典来存储节点数据。因此,您可以输入以下内容:

{   ''s'': {''u'' : 10, ''x'' : 5},   ''u'': {''v'' : 1, ''x'' : 2},   ''v'': {''y'' : 4},   ''x'': {''u'' : 3, ''v'' : 9, ''y'' : 2},   ''y'': {''s'' : 7, ''v'' : 6}}

这似乎是呈现图形信息的更直观的方法。访问的节点和距离也可以保存在字典中。

Dijkstra Algorithm 迪克特斯拉算法--Python

Dijkstra Algorithm 迪克特斯拉算法--Python

迪克斯拉特算法:

1、找出代价最小的节点,即可在最短时间内到达的节点;

2、更新节点的邻居的开销;

3、重复这个过程,直到图中的每个节点都这样做了;

4、计算最终路径。

 

''''''
迪克斯特拉算法:
1、以字典的方式更新图,包括权重
2、创建开销字典,关键在于起点临近的点开销为实际数值,其他点为暂时未到达,开销为无穷,随后更新
3、创建父节点列表保存每个点的父节点,以便记录走过的路径
''''''
from queue import LifoQueue

graph = {}
graph[''start''] = {}
graph[''start''][''a''] = 6
graph[''start''][''b''] = 2
graph[''a''] = {}
graph[''a''][''end''] = 4
graph[''b''] = {}
graph[''b''][''a''] = 3
graph[''b''][''c''] = 2
graph[''c''] = {}
graph[''c''][''end''] = 3
graph[''end''] = {}
print(graph)

infinity = float(''inf'')
costs = {}
costs[''a''] = 6
costs[''b''] = 2
costs[''c''] = infinity
costs[''end''] = infinity

parents = {}
parents[''a''] = ''start''
parents[''b''] = ''start''
parents[''c''] = ''b''
parents[''end''] = None

processed = []

def find_lowest_cost_node(costs):
    lowest_cost = float(''inf'')
    lowest_cost_node = None
    for node in costs:
        cost = costs[node]
        if (cost < lowest_cost and node not in processed):
            lowest_cost = cost
            lowest_cost_node = node
    return lowest_cost_node

node = find_lowest_cost_node(costs)
while(node is not None):
    cost = costs[node]
    neighbors = graph[node]
    for n in neighbors.keys():
        new_cost = cost + neighbors[n]
        if costs[n] > new_cost:
            costs[n] = new_cost
            parents[n] = node
    processed.append(node)
    node = find_lowest_cost_node(costs)

#输出最短路径
p = ''end''
path = LifoQueue()
while(True):
    path.put(p)
    if(p == ''start''):
        break
    p = parents[p]

while not path.empty():
    print(path.get())

 

Dijkstra算法

Dijkstra算法

Dijkstra算法:即迪杰斯特拉算法

待续....

Dijkstra算法 (迪杰斯特拉)

Dijkstra算法 (迪杰斯特拉)

定义

  Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的单源最短路径算法,用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点为止。

原理

  设图 G=(V,E) 所有顶点的集合为 V,起点为 S,最短路径树中包含的顶点集合为 S。在各计算步骤中,我们将选出最短路径树的边和顶点并将其添加至S。

  对于各顶点 i,设仅经由S内的顶点的 s 到 i 的最短路径成本为 d[i], i 在最短路径树中的父节点为 p[i]。

  ①初始状态下将 S 置空。

      初始化 s 的 d[s]=0;除 s 外,所有属于 V 的顶点 i 的 d[i]=∞。

  ②循环进行下述处理,直至 S=V 为止。

      从 V-S 中选出 d[u] 最小的顶点 u。

     将 u 添加至 S,同时将与 u 相邻且属于 V-S 的所有顶点 v 的值按照下述方式更新

     if(d[u] + w(u,v) < d[v])

        d[v] = d[u] + w(u,v) , p[v] = u ;

  ❗ 显然迪杰斯特拉算法并不能处理负权图。下图中A->B的最短路应为 3=8-5,但用此算法算出来的A->B的最短路为7。

 

  迪杰斯特拉最短路径算法和普利姆算法贼像。:)

实现

 

 

 

原算法

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=1005;
const int inf=0x3f3f3f3f;
struct node
{
  int v,w;
  node(){}
  node(int a,int b)
  {v=a;w=b;}
};
vector<node> e[maxn];
int n,m;
void dij();
int main()
{
  int i,u,v,w;
  scanf("%d%d",&n,&m);
  for(i=1;i<=m;i++)
  {
    scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
    e[u].push_back(node(v,w));
  }
  dij();
  system("pause");
  return 0;
}
void dij()
{
  int dis[maxn],vis[maxn]={0},i,j,mmin,f;
  fill(dis,dis+maxn,inf);
  dis[1]=0;
  for(i=1;i<=n;i++)
  {
    mmin=inf;
    for(j=1;j<=n;j++)
      if(!vis[j]&&dis[j]<mmin)
        mmin=dis[f=j];
    
    vis[f]=1;
    for(j=0;j<e[f].size();j++)
    {
      if(dis[e[f][j].v]>dis[f]+e[f][j].w)
        dis[e[f][j].v]=dis[f]+e[f][j].w;
    }
  }
  for(j=1;j<=n;j++)
    printf("1->%d   %d\n",j,dis[j]);
}

优先队列优化

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=1005;
const int inf=0x3f3f3f3f;
struct node
{
  int v,w;
  node(){}
  node(int a,int b)
  {v=a;w=b;}
  bool operator <(const node &n) const
  {return w>n.w;}
};
vector<node> e[maxn];
int n,m;
void dij_queue();
int main()
{
  int i,u,v,w;
  scanf("%d%d",&n,&m);
  for(i=1;i<=m;i++)
  {
    scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
    e[u].push_back(node(v,w));
  }
  dij_queue();
  system("pause");
  return 0;
}
void dij_queue()
{
  int dis[maxn],vis[maxn]={0},u,v,w,i;
  node p;
  priority_queue<node> que;
  que.push(node(1,0));
  fill(dis,dis+maxn,inf);
  dis[1]=0;
  while(!que.empty())
  {
    p=que.top();que.pop();
    u=p.v;
    if(vis[u]) continue;
    vis[u]=1;
    for(i=0;i<e[u].size();i++)
    {
     w=e[u][i].w;v=e[u][i].v;
     if(!vis[v]&&dis[v]>dis[u]+w)
      {
        dis[v]=dis[u]+w;
        que.push(node(v,dis[v]));
      }
    }
  }
  for(i=1;i<=n;i++)
    printf("1->%d   %d\n",i,dis[i]);
}

挑战程序设计竞赛(第2版)

Dijkstra算法 c语言实现

Dijkstra算法 c语言实现

 Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的最短路径路由算法,用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点为止。 Dijkstra算法 能得出最短路径的最优解,但由于它遍历计算的节点很多,所以效率低。

  Dijkstra算法是很有代表性的最短路算法,在很多专业课程中都作为基本内容有详细的介绍,如数据结构,图论,运筹学等等。

其基本思想是,设置顶点集合S并不断地作贪心选择来扩充这个集合。一个顶点属于集合S当且仅当从源到该顶点的最短路径长度已知。

初始时,S中仅含有源。设u是G的某一个顶点,把从源到u且中间只经过S中顶点的路称为从源到u的特殊路径,并用数组dist记录当前每个顶点所对应的最短特殊路径长度。Dijkstra算法每次从V-S中取出具有最短特殊路长度的顶点u,将u添加到S中,同时对数组dist作必要的修改。一旦S包含了所有V中顶点,dist就记录了从源到所有其它顶点之间的最短路径长度。

例如,对下图中的有向图,应用Dijkstra算法计算从源顶点1到其它顶点间最短路径的过程列在下表中。

 

 



Dijkstra算法的迭代过程:

 

 

 

 

 

 

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>

#define X 10000
#define VertexNum  7  //实际上共有六个顶点(1---6)
#define EdgeNum  9

int Graph[VertexNum][VertexNum] =
//0  1  2  3  4  5  6
{ X, X, X, X, X, X, X,  //0
  X, X, 6, 3, X, X, X,  //1
  X, X, X, X, 5, X, X,  //2
  X, X, 2, X, 3, 4, X,  //3
  X, X, X, X, X, X, 3,  //4
  X, X, X, X, 2, X, 5,  //5
  X, X, X, X, X, X, X   //6
};

int Visited[VertexNum];
int path[VertexNum];
int Distance[VertexNum];

void Dijkstra(int Begin)
{
  int MinEdge, Vertex, i,j, Edges;
  Edges = 1;
  Visited[Begin] = 1;
  for (i = 1; i<VertexNum; i++) Distance[i] = Graph[Begin][i];

  Distance[Begin] = 0;
  printf("     1  2  3  4  5  6\\n");
  printf("-----------------------------------\\n");
  printf("s:%d", Edges);
  for( i=1; i<VertexNum; i++)
  if (Distance[i] == X) printf("  *"); else printf("%3d",Distance[i]);
  printf("\\n");
  while( Edges<VertexNum-1)
  {
    Edges++; MinEdge = X;
    for(j=1; j<VertexNum; j++)
    if (Visited[j]==0 && MinEdge > Distance[j] )
    {
 Vertex = j; MinEdge = Distance[j];
    }
    Visited[Vertex] = 1;
    printf("s:%d",Edges);
    for(j=1; j<VertexNum; j++)
    {
      if (Visited[j] == 0 && Distance[Vertex] + Graph[Vertex][j] <Distance[j])
      {   Distance[j] = Distance[Vertex] + Graph[Vertex][j];
   path[j] = Vertex;
      }
      //printf("%6d",Distance[j]);
       if (Distance[j] == X) printf("  *"); else printf("%3d",Distance[j]);
    }
    printf("\\n");
  }
}

void main()
{
  
  int i;
  int k;
 // clrscr();
  for(i=0; i<VertexNum; i++) { Visited[i] = 0;  path[i] = 1;}
  Dijkstra(1);
  printf("\\n\\nAll Path-------------------------\\n");


  for(i=2; i<VertexNum; i++) //printf("%5d",Visited[i]);
  {
     printf("[%d] ",Distance[i]);
     k = i;
     do
     {
       printf("%d<--",k);
       k  = path[k];
     } while (k!=1);
     printf("1 \\n");
  }
}


以上代码参考了数据结构课本

 

 

下面的是网上的代码:

以下是具体的实现(C/C++):
/***************************************
* About:    有向图的Dijkstra算法实现
* Author:   Tanky Woo
* Blog:     www.WuTianQi.com
***************************************/
 
#include <iostream>
using namespace std;
 
const int maxnum = 100;
const int maxint = 999999;
 
 
void Dijkstra(int n, int v, int *dist, int *prev, int c[maxnum][maxnum])
{
    bool s[maxnum];    // 判断是否已存入该点到S集合中
    for(int i=1; i<=n; ++i)
    {
        dist[i] = c[v][i];
        s[i] = 0;     // 初始都未用过该点
        if(dist[i] == maxint)
            prev[i] = 0;
        else
            prev[i] = v;
    }
    dist[v] = 0;
    s[v] = 1;
 
    // 依次将未放入S集合的结点中,取dist[]最小值的结点,放入结合S中
    // 一旦S包含了所有V中顶点,dist就记录了从源点到所有其他顶点之间的最短路径长度
    for(int i=2; i<=n; ++i)
    {
        int tmp = maxint;
        int u = v;
        // 找出当前未使用的点j的dist[j]最小值
        for(int j=1; j<=n; ++j)
            if((!s[j]) && dist[j]<tmp)
            {
                u = j;              // u保存当前邻接点中距离最小的点的号码
                tmp = dist[j];
            }
        s[u] = 1;    // 表示u点已存入S集合中
 
        // 更新dist
        for(int j=1; j<=n; ++j)
            if((!s[j]) && c[u][j]<maxint)
            {
                int newdist = dist[u] + c[u][j];
                if(newdist < dist[j])
                {
                    dist[j] = newdist;
                    prev[j] = u;
                }
            }
    }
}
 
void searchPath(int *prev,int v, int u)
{
    int que[maxnum];
    int tot = 1;
    que[tot] = u;
    tot++;
    int tmp = prev[u];
    while(tmp != v)
    {
        que[tot] = tmp;
        tot++;
        tmp = prev[tmp];
    }
    que[tot] = v;
    for(int i=tot; i>=1; --i)
        if(i != 1)
            cout << que[i] << " -> ";
        else
            cout << que[i] << endl;
}
 
int main()
{
    freopen("input.txt", "r", stdin);
    // 各数组都从下标1开始
    int dist[maxnum];     // 表示当前点到源点的最短路径长度
    int prev[maxnum];     // 记录当前点的前一个结点
    int c[maxnum][maxnum];   // 记录图的两点间路径长度
    int n, line;             // 图的结点数和路径数
 
    // 输入结点数
    cin >> n;
    // 输入路径数
    cin >> line;
    int p, q, len;          // 输入p, q两点及其路径长度
 
    // 初始化c[][]为maxint
    for(int i=1; i<=n; ++i)
        for(int j=1; j<=n; ++j)
            c[i][j] = maxint;
 
    for(int i=1; i<=line; ++i)  
    {
        cin >> p >> q >> len;
        if(len < c[p][q])       // 有重边
        {
            c[p][q] = len;      // p指向q
            c[q][p] = len;      // q指向p,这样表示无向图
        }
    }
 
    for(int i=1; i<=n; ++i)
        dist[i] = maxint;
    for(int i=1; i<=n; ++i)
    {
        for(int j=1; j<=n; ++j)
            printf("%8d", c[i][j]);
        printf("\n");
    }
 
    Dijkstra(n, 1, dist, prev, c);
 
    // 最短路径长度
    cout << "源点到最后一个顶点的最短路径长度: " << dist[n] << endl;
 
    // 路径
    cout << "源点到最后一个顶点的路径为: ";
    searchPath(prev, 1, n);
}
输入数据:
5
7
1 2 10
1 4 30
1 5 100
2 3 50
3 5 10
4 3 20
4 5 60
输出数据:
999999 10 999999 30 100
10 999999 50 999999 999999
999999 50 999999 20 10
30 999999 20 999999 60
100 999999 10 60 999999
源点到最后一个顶点的最短路径长度: 60
源点到最后一个顶点的路径为: 1 -> 4 -> 3 -> 5
最后给出两道题目练手,都是直接套用模版就OK的:
1.HDOJ 1874 畅通工程续
http://www.wutianqi.com/?p=1894
2.HDOJ 2544 最短路
http://www.wutianqi.com/?p=1892


 

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今天关于Python Dijkstra算法python dijkstra算法30个节点运算速度的讲解已经结束,谢谢您的阅读,如果想了解更多关于Dijkstra Algorithm 迪克特斯拉算法--Python、Dijkstra算法、Dijkstra算法 (迪杰斯特拉)、Dijkstra算法 c语言实现的相关知识,请在本站搜索。

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