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狄克斯特拉算法

狄克斯特拉算法(Dijkstra's algorithm)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·戴克斯特拉在1956年提出。該算法使用貪心策略,在每個步驟中選擇當前已知最短路徑的節點,並更新其鄰居節點的距離值,直到找到從源節點到所有其他節點的最短路徑。

算法的核心思想是維護兩個集合,一個集合包含已經找到最短路徑的節點,另一個集合包含還未確定最短路徑的節點。算法從源節點開始,不斷從未確定最短路徑的節點集合中選出當前距離源節點最近的節點,加入到已確定最短路徑的集合中,並更新該節點的鄰居節點的距離值。

該算法的時間複雜度取決於數據結構的選擇,一般情況下是O(V^2)或O(Vlog(V)),其中V是節點數。如果使用優先佇列來最佳化,時間複雜度可以減小到O(Elog(V)),其中E是邊數。

狄克斯特拉算法適用於所有邊的權重非負的圖,如果圖中存在負權邊,則不能使用該算法。該算法在許多領域廣泛套用,包括路線規劃網路路由資源分配和許多其他需要找到最短路徑的套用。