一,大致的遍历过程图解及过程讲解
先从开始点寻找与其他边连接最小的边
1,如下图(a)中,找A点与其它五点中C的距离最短弧;
所以连接AC(因为由图可知B点无入度,所以可忽略不计);
2,图(b)将与A点连接的顶点和与C点连接的所有顶点的弧相比较,看谁距离最短,
(因为此时D点不直接与A相连,而是通过中间点C,所以此时AD的距离可以看作AC+CD)
所以连接AE。
3,图(c)与A点连接的顶点和与C点连接的顶点和E点连接的所有顶点的弧相比较,看谁距离最短,
此时A点到F点有两条路:1,AF,2,通过E点再连接A->E->F.
此时A点到D点也有两条路:1,A->C->D;2,A->E->D;
此时通过比较A->E->D最短。所以连接ED;
4,图(d)与A点连接的顶点和与C点连接的顶点和E点连接的顶点和D点连接的所有顶点的弧相比较,看谁距离最短,
此时A到F有三条路:1,A->F;
2,A->E->F;
3,A->E->D->F
根据比较长短可知第三种距离最短。所以连接DE。
(因为B点没有入度,所以AB之间无连接)
二,实现方法
这种方法除了构造邻接矩阵所需的结构体和函数之外,加入了三个新数组:
int S[pointMax]; //到所求顶点的最短路径是否被确定,等于-1代表未被确认
即表示某一点是否被连接(如上图a中,C点连接,则S[2]赋值为1,代表该点已确认)
int D[pointMax]; //最短路径
即表示某点到所求点的距离(如上图a中,C点确认连接,则D[2]赋值为10,代表AC距离为10)
int Path[pointMax]; //连通弧的前驱
为了防止出现回路,即某一连通边都赋值为一样,
(如上图c中,ED连接,此时A->E->D连接,所以A点E点D点的Path[]值一样
第一步:先构造邻接矩阵,并赋值,该过程类似于图的邻接矩阵储存法类似。
第二步,先将上面新加入的三个数组进行赋值。
第三步:从所有能连通的弧中,找到一个最小弧,并连通,然后给相对应的三个数组进行赋值改变。
然后第三步继续循环循环,总共循环(顶点数-1)次。
大致思路都已经在上面的图中写出来了,只要将上面的图理解,大致就会了,三个数组只是辅助遍历。
实现截图
这个截图显示的信息并不是特别多(如果想知道详细每一次遍历后信息,可自行在对应地方添加显示信息)
四,代码
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
#define pointMax 100
#define MaxInt 32767
struct AMgroup
{
char VTchart[pointMax]; //顶点表
int AMchart[pointMax][pointMax]; //邻接矩阵
int point, vert; //点,边
};
int AMlocate(AMgroup A, char x)
{
for (int i = 0; i < A.point; i++) //依次输入点的信息
{
if (A.VTchart[i] == x)
{
return i;
break;
}
}
}
void CreatAM(AMgroup &A)
{
cout << "输入邻接矩阵顶点数:"; //第一步
cin >> A.point;
cout << "输入邻接矩阵边数:";
cin >> A.vert;
getchar();
char a[100];
cout << "输入点的信息:"; //第二步
gets_s(a);
for (int i = 0; i < A.point; i++) //依次输入点的信息
{
A.VTchart[i] = a[i];
}
for (int i = 0; i < A.point; i++) //初始换邻接矩阵,边的权值均设为最大
{
for (int j = 0; j < A.point; j++)
{
A.AMchart[i][j] = MaxInt;
}
}
cout << endl;
char v1, v2; int len;
for (int i = 1; i <= A.vert; i++) //构造邻接矩阵
{
cout << "输入第" << i << "条边的两个顶点以及权值:";
cin >> v1 >> v2 >> len;
int m, n;
m = AMlocate(A, v1);
n = AMlocate(A, v2);
A.AMchart[m][n]=len;
}
}
int S[pointMax]; //到所求顶点的最短路径是否被确定,等于-1代表未被确认
int D[pointMax]; //最短路径
int Path[pointMax]; //连通弧的前驱
void SP_DIJ(AMgroup &A, int v0)
{
//初始化过程
int number = A.point; //有向图中的顶点数
for (int i = 0; i < number; i++)
{
S[i] = -1; //初始为空-1
D[i] = A.AMchart[v0][i]; //各个顶点到v0的权值
if (D[i] < MaxInt)
{
Path[i] = v0; //如果有边,则将i的前驱初始化为v0
}
else
{
Path[i] = -1; //无边则初始化为空-1
}
}
S[v0] = 1; //将v0加入S中
D[v0] = 0; //源点到源点的距离为0
//求最短路径
int n;
for (int i = 1; i < number; i++)//对其余number-1个顶点依次进行计算
{
int min = MaxInt;
for (int j = 0; j < number; j++)
{
if (S[j] == -1 && D[j] < min)
{
n = j;
min = D[j];
}
}
cout << n << ":" << min << endl;
S[n] = 1;
for (int j = 0; j < number; j++)
{
if (S[j] == -1 && D[n] + A.AMchart[n][j] < D[j])
{
D[j] = D[n] + A.AMchart[n][j];
Path[j] = n;
}
}
}
cout << endl;
for (int i = 0; i < A.point; i++)
{
if (i != v0)
{
if (D[i] == MaxInt)
{
cout << A.VTchart[v0] << "-->" << A.VTchart[i] << "不连通" << endl;
}
else
{
cout << A.VTchart[v0] << "-->" << A.VTchart[i] << "的最短路径为:" << D[i] << endl;
}
}
}
}
int main()
{
AMgroup *A = new AMgroup;
CreatAM(*A);
int m;
cout << "\n从第几个点开始遍历:";
cin >> m;
SP_DIJ(*A, m);
system("pause");
}