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迪斯拉算法

迪傑斯特拉(Dijkstra)算法是一種用於查找圖中單源(一個頂點到其他頂點)最短路徑的算法。它的主要特點是使用廣度優先搜尋思想,以起始點為中心向外層層擴展,直到找到到所有頂點的最短路徑。

算法的基本思想是維護兩個集合:S和U。集合S包含已經找到最短路徑的頂點,而集合U包含尚未確定最短路徑的頂點。算法從起始頂點開始,不斷從集合U中找到到源頂點距離最短的頂點,將其加入到集合S中,並更新集合U中頂點的路徑長度。這個過程一直持續到集合U為空,此時所有頂點的最短路徑都已被找到。

迪傑斯特拉算法的步驟可以概括為:

初始化:將起始頂點放入優先權佇列,並將其標記為已訪問。

從佇列中取出下一個頂點,並標記為已訪問。

對於該頂點的每個鄰接頂點:

計算從源頂點到鄰接頂點的路徑長度。

如果找到更短的路徑,則更新鄰接頂點的路徑長度,並將其加入優先權佇列。

重複步驟2和3,直到佇列為空。

迪傑斯特拉算法要求圖中的邊權值不能為負。這是因為如果存在負權邊,算法可能無法找到正確的最短路徑。

通過以上步驟,迪傑斯特拉算法能夠有效地計算出從源頂點到圖中所有其他頂點的最短路徑。