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VC++2012编程演示数据结构《30》弗洛伊德算法

2012-11-23 
VC++2012编程演练数据结构《30》弗洛伊德算法弗洛伊德算法是基于动态规划的求解有负权图的单源最短路的一种

VC++2012编程演练数据结构《30》弗洛伊德算法
弗洛伊德算法是基于动态规划的求解有负权图的单源最短路的一种较高效的算法。时间复杂度:O(n^3)空间复杂度:O(n^2)
弗洛伊德算法采用图的带权邻接矩阵存储结构。
算法基本思想


  假设求顶点Vi到Vj的最短路径。弗洛伊德算法依次找从Vi到Vj,中间经过结点序号不大于0的最短路径,不大于1的最短路径,…直到中间顶点序号不大于n-1的最短路径,从中选取最小值,即为Vi到Vj的最短路径。
算法具体描述


  若从Vi到Vj有弧,则从Vi到Vj存在一条长度为弧上权值(arcs[i][j] )的路径,该路径不一定是最短路径,尚需进行n次试探。
  首先考虑从Vi到Vj经过中间顶点V0的路径(Vi,V0,Vj)是否存在,也就是判断弧(Vi,V0)和(V0,Vj)是否存在。若存在,则比较(Vi,Vj)和(Vi,V0,Vj)的路径长度取较短的为从Vi到Vj的中间顶点序号不大于0的最短路径。
  在此路径上再增加一个顶点V1,也就是说,如果(Vi,…V1)和(V1,…Vj)分别是当前找到的中间顶点序号不大于0的最短路径,那么,(Vi,…V1,…Vj)就有可能是从Vi到Vj的中间顶点序号不大于1的最短路径。将它和已经得到的从Vi到Vj中间顶点序号不大于0的最短路径相比较,从中选出最短的作为从Vi到Vj中间顶点序号不大于1的最短路径。
  然后,再增加一个顶点V2继续进行这个试探过程。
  一般情况下,若(Vi,…Vk)和(Vk,…Vj)分别是从Vi到Vk和从Vk到Vj的中间顶点序号不大于k-1的最短路径,则将(Vi,…,Vk,…Vj)和已经得到的从Vi到Vj的中间顶点序号不大于k-1的最短路径相比较,其长度最短者即为从Vi到Vj的中间顶点序号不大于k的最短路径。
  经过n次比较之后,最后求得的便是从Vi到Vj的最短路径。
  按此方法可同时求得各对顶点之间的最短路径。
  现定义一个n阶方阵序列
  D(-1),D(0),D(1),…,D(k),…,D(n-1)
  其中
  D(-1)[i][j]=arcs[i][j]
  D(k)[i][j]=Min{ D(k-1)[i][j], D(k-1)[i][k]+D(k-1)[k][j]} 0≤k≤n-1

  上述公式中,D(1)[i][j]是从 Vi到Vj的中间顶点序号不大于 k的最短路径长度;D(n-1)[i][j]是从Vi到Vj的最短路径长度。

我们创建一个工程

VC++2012编程演示数据结构《30》弗洛伊德算法

类声名如下



VC++2012编程演示数据结构《30》弗洛伊德算法

代码下载如下

http://download.csdn.net/detail/yincheng01/4789961






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