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最短路之——弗洛伊德算法(floyd)

时间:2019-08-09 21:43:19来源:IT技术作者:seo实验室小编阅读:75次「手机版」
 

弗洛伊德算法

来源: https://blog.csdn.net/riba2534/article/details/54562440

我们要做的是求出从某一点到达任意一点的最短距离,我们先用邻接矩阵来建图,map[i][j]表示从i点到j点的距离,把自己到自己设为0,把自己到不了的边初始化为无穷大,代码为:

[cpp] view plain copy

  1. //初始化  
  2.     for(int i=1; i<=n; i++)  
  3.         for(int j=1; j<=n; j++)  
  4.             if(i==j)  
  5.                 map[i][j]=0;  
  6.             else  
  7.                 map[i][j]=inf;  
  8.     //读入边  
  9.     for(int i=1; i<=m; i++)  
  10.     {  
  11.         scanf("%d%d%d",&t1,&t2,&t3);  
  12.         map[t1][t2]=t3;  
  13.     }  

最后,建好的图可以用表格来表示:

现在,我们来思考,假设我们来找一个中转的点,看他们的路程会不会改变,我们先以1号顶点作为中转点最为例子,制图:

我们发现,图有了变化,我们怎么判断以1号顶点作为中转点图的路程是不是更短呢,我们只需要判断map[i][1]+map[1][j]的路程是不是比map[i][j]的路程更短,就可以判断,

代码为:

[cpp] view plain copy

  1. for(int i=1; i<=n; i++)  
  2.     for(int j=1; j<=n; j++)  
  3.         if(map[i][1]+map[1][j]<map[i][j])  
  4.             map[i][j]=map[i][1]+map[1][j];  

现在该怎么办呢,我们接着以2号顶点作为中转点,很简单代码修改一句就就可以:

[cpp] view plain copy

  1. for(int i=1; i<=n; i++)  
  2.     for(int j=1; j<=n; j++)  
  3.         if(map[i][2]+map[2][j]<map[i][j])  
  4.             map[i][j]=map[i][2]+map[2][j];  

现在我们是不是发现了一个规律,只要不断的遍历每一个点,并且以每一个点作为中转点看看它的值会不会改变,就可以得到从一个点到任意一个点的最短路径,也就是多源最短路,这就是弗洛伊德算法,代码为:

[cpp] view plain copy

  1. for(int k=1; k<=n; k++)  
  2.     for(int i=1; i<=n; i++)  
  3.         for(int j=1; j<=n; j++)  
  4.             if(map[i][k]+map[k][j]<map[i][j])  
  5.                 map[i][j]=map[i][k]+map[k][j];  

这样就可以遍历每个顶点,找出所有的最短路,算法的复杂度为O(n^3).

对于我一开始提出的问题,完整的代码为:

[cpp] view plain copy

  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <string.h>  
  3. #include <string>  
  4. #include <iOStream>  
  5. #include <stack>  
  6. #include <queue>  
  7. #include <vector>  
  8. #include <algorithm>  
  9. #define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))  
  10. using namespace std;  
  11. const int inf=1<<29;  
  12. int main()  
  13. {  
  14.     int map[10][10],n,m,t1,t2,t3;  
  15.     scanf("%d%d",&n,&m);//n表示顶点个数,m表示边的条数  
  16.     //初始化  
  17.     for(int i=1; i<=n; i++)  
  18.         for(int j=1; j<=n; j++)  
  19.             if(i==j)  
  20.                 map[i][j]=0;  
  21.             else  
  22.                 map[i][j]=inf;  
  23.     //读入边  
  24.     for(int i=1; i<=m; i++)  
  25.     {  
  26.         scanf("%d%d%d",&t1,&t2,&t3);  
  27.         map[t1][t2]=t3;  
  28.     }  
  29.     //弗洛伊德(Floyd)核心语句  
  30.     for(int k=1; k<=n; k++)  
  31.         for(int i=1; i<=n; i++)  
  32.             for(int j=1; j<=n; j++)  
  33.                 if(map[i][k]+map[k][j]<map[i][j])  
  34.                     map[i][j]=map[i][k]+map[k][j];  
  35.     for(int i=1; i<=n; i++)  
  36.     {  
  37.         for(int j=1; j<=n; j++)  
  38.             printf("%10d",map[i][j]);  
  39.         printf("\n");  
  40.     }  
  41.     return 0;  
  42. }  

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