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迪吉斯特拉算法

迪傑斯特拉算法(Dijkstra)是一種用於解決帶權有向圖中單源最短路徑問題的算法,由荷蘭計算機科學家艾茲赫爾·戴克斯特拉於1959年提出。該算法採用貪心策略,從起始點開始,每次選擇當前未訪問節點中距離起始點最近的節點,並更新其鄰居節點的距離,直到所有節點都被訪問為止。

算法的主要特點包括:

使用貪心策略,即在每一步選擇局部最優解。

適用於帶權圖,其中邊的權值可以為正數,但不能為負數。

算法的時間複雜度為O(n^2),其中n為節點數。

算法通過維護一個距離數組和一個已訪問節點的集合來工作。

算法的基本步驟如下:

初始化:將起始節點的距離設定為0,其他節點的距離設定為無窮大,並標記所有節點為未訪問。

循環遍歷:

從未訪問的節點中選擇一個距離起始點最近的節點。

更新該節點的鄰居節點的距離,如果通過該節點到達鄰居節點的距離更短,則更新距離值。

標記已選擇的節點為已訪問。

重複上述步驟,直到所有節點都被訪問或沒有未訪問的節點。

迪傑斯特拉算法的實現可以通過多種程式語言完成,包括但不限於Python、C++等。該算法在路由算法網路分析等領域有廣泛的套用。