Golang實現(xiàn)Dijkstra算法過程詳解
1.實現(xiàn)過程詳解
Dijkstra 算法是一種用于計算無向圖的最短路徑的算法。它是基于貪心策略的,每次選擇當前距離起始節(jié)點最近的未訪問節(jié)點進行訪問,并更新其相鄰節(jié)點的距離值,以得到最短路徑。
在實現(xiàn) Dijkstra 算法時,需要按照以下步驟進行:
1.初始化 visited 和 distance 數(shù)組
首先,需要定義兩個數(shù)組 visited 和 distance。visited 數(shù)組用于記錄節(jié)點是否被訪問過,distance 數(shù)組用于記錄起始節(jié)點到各個節(jié)點的最短距離。
具體實現(xiàn)中,需要遍歷整個節(jié)點集合,將 visited 數(shù)組初始化為 false,distance 數(shù)組初始化為一個足夠大的值(例如 math.MaxInt32)。
2.起始節(jié)點到自身的距離為 0
起始節(jié)點到自身的距離為 0,需要將 distance 數(shù)組中起始節(jié)點的距離值賦為 0。
3.計算從起始節(jié)點到所有其他節(jié)點的最短距離
需要在循環(huán)中進行以下操作:
- 找到距離起始節(jié)點最近的未訪問節(jié)點
具體實現(xiàn)中,可以遍歷整個節(jié)點集合,找到未訪問節(jié)點中距離起始節(jié)點最近的節(jié)點,將其標記為當前節(jié)點。
- 標記當前節(jié)點為已訪問
需要將當前節(jié)點標記為已訪問,將其 visited 數(shù)組值設(shè)為 true。
- 更新起始節(jié)點到其他節(jié)點的距離
需要遍歷當前節(jié)點的相鄰節(jié)點,計算從起始節(jié)點到該節(jié)點的距離,并更新 distance 數(shù)組中該節(jié)點的距離值,如果計算出的距離值比當前 distance 數(shù)組中該節(jié)點的距離值更小,則更新為該值。
這個循環(huán)將一直執(zhí)行到所有節(jié)點都被訪問為止,或者找不到距離起始節(jié)點最近的未訪問節(jié)點。
4.返回 distance 數(shù)組
算法執(zhí)行結(jié)束后,需要返回 distance 數(shù)組,其中 distance[i] 表示起始節(jié)點到節(jié)點 i 的最短距離。
2.完整代碼實現(xiàn)
package main import ( "fmt" "math" ) // Dijkstra 算法用于計算無向圖的最短路徑 func dijkstra(graph [][]int, startNode int) []int { // 獲取節(jié)點數(shù) nodesCount := len(graph) // 初始化 visited 和 distance 數(shù)組 visited := make([]bool, nodesCount) distance := make([]int, nodesCount) for i := 0; i < nodesCount; i++ { visited[i] = false distance[i] = math.MaxInt32 // 賦初值為最大值 } // 起始節(jié)點到自身的距離為 0 distance[startNode] = 0 // 計算從起始節(jié)點到所有其他節(jié)點的最短距離 for i := 0; i < nodesCount-1; i++ { minDistance := math.MaxInt32 // 最短距離的初始值為最大值 currentNode := -1 // 找到距離起始節(jié)點最近的未訪問節(jié)點 for j := 0; j < nodesCount; j++ { if !visited[j] && distance[j] < minDistance { minDistance = distance[j] currentNode = j } } // 如果沒有找到最近的未訪問節(jié)點,則退出循環(huán) if currentNode == -1 { break } // 標記當前節(jié)點為已訪問 visited[currentNode] = true // 更新起始節(jié)點到其他節(jié)點的距離 for j := 0; j < nodesCount; j++ { if graph[currentNode][j] != -1 { newDistance := distance[currentNode] + graph[currentNode][j] if newDistance < distance[j] { distance[j] = newDistance } } } } return distance } func main() { // 初始化無向圖 graph := [][]int{ {-1, 2, -1, 6, -1}, {2, -1, 3, 8, 5}, {-1, 3, -1, -1, 7}, {6, 8, -1, -1, 9}, {-1, 5, 7, 9, -1}, } startNode := 0 // 起始節(jié)點為 0 distances := dijkstra(graph, startNode) // 輸出起始節(jié)點到其他節(jié)點的最短距離 fmt.Println("Shortest distances from node", startNode, "to all other nodes:") for i, d := range distances { fmt.Printf("Node %d: %d\n", i, d) } }
這個程序?qū)崿F(xiàn)了一個簡單的 Dijkstra 算法來計算給定無向圖的最短路徑。它通過一個二維數(shù)組 graph 表示圖中節(jié)點之間的連通性和距離。graph[i][j] 表示節(jié)點 i 和 j 之間的距離,如果它們之間沒有邊相連,則值為 -1。然后,程序調(diào)用 dijkstra 函數(shù)來計算從指定起始節(jié)點到所有其他節(jié)點的最短距離,并將結(jié)果輸出到控制臺。
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