JavaScript數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)18—最短路徑Dijkstra算法

Dijkstra算法的套路基本如下:想要查看某一個(gè)點(diǎn)和圖中其他所有點(diǎn)的最短路徑

  1. 加一個(gè)和它最短路徑最小的點(diǎn)
  • 加完之后,因?yàn)樘砑恿它c(diǎn),所以其他點(diǎn)的最短路徑應(yīng)該重新計(jì)算
  • 回到1
//最短路徑算法Dijkstra 迪杰斯特拉
//用鄰接矩陣存儲(chǔ)一個(gè)圖
//頂點(diǎn)
function Vertex(name) {
  this.name =name;
}
//鄰接矩陣
//maxvex:頂點(diǎn)數(shù)
function arc(maxvex){
  this.maxvex = maxvex;
  this.arcnum = 0;
  this.data = new Array(maxvex);
  for (var i = 0; i < this.data.length; i++) {
    this.data[i] = new Array(maxvex);
    for (var j = 0; j < this.data[i].length; j++) {
      this.data[i][j] = Infinity;
      if(i==j){
        this.data[i][j] = 0;
      }
    }
  }
}
//圖
function Mgraph(maxvex,vertexs){
  this.arc = new arc(maxvex);
  this.vertexs = vertexs;
}
//添加邊,構(gòu)造無(wú)向邊
Mgraph.prototype.addArc = function(start,end,length){
  var i = this.vertexs.indexOf(start);
  var j = this.vertexs.indexOf(end);
  this.arc.data[i][j] = length;
  this.arc.data[j][i] = length;
  this.arc.arcnum++;
}
Mgraph.prototype.shortPath_Dijkstra = function(v0){
  var v0_index = this.vertexs.indexOf(v0);
  var final = [];//代表當(dāng)前是否計(jì)算出來(lái)了結(jié)果
  var pathmatrix = [];//最短路徑下標(biāo)數(shù)組
  var shortpathtable = [];//存儲(chǔ)到各點(diǎn)的最短路徑的權(quán)值和
  console.info('開(kāi)始初始化:準(zhǔn)備計(jì)算'+v0.name+'到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑');
  for (var i = 0; i < this.arc.maxvex; i++) {
    final.push(0);
    shortpathtable.push(this.arc.data[v0_index][i]);
    pathmatrix.push(0);
  }
  shortpathtable[v0_index] = 0;
  final[v0_index] = 1;
  console.info('初始化完畢:final:'+final);
  console.info('初始化完畢:pathmatrix:'+pathmatrix);
  console.info('初始化完畢:shortpathtable:'+shortpathtable);
  var min,k;
  for (var i = 0; i < this.arc.maxvex; i++) {
    //console.info('添加一個(gè)點(diǎn):'+this.vertexs[i].name+'參與計(jì)算');
    if(i == v0_index){
      continue;
    }
    min = Infinity;
    for (var w = 0; w < this.arc.maxvex; w++) {
      /**
      以下的代碼用于調(diào)試
      **/
      if(!final[w]&&shortpathtable[w]<Infinity){
        console.info('發(fā)現(xiàn)點(diǎn):'+this.vertexs[w].name+'到'+v0.name+'的最短路徑是'+
          shortpathtable[w]);
      }
      if(!final[w]&&shortpathtable[w]<min){
        k=w;
        min = shortpathtable[w];
      }
    }
    console.info('沒(méi)錯(cuò),'+this.vertexs[k].name+'是最接近當(dāng)前'+v0.name+'的');
    final[k] = 1;
    console.info('已經(jīng)完成對(duì)點(diǎn):'+this.vertexs[k].name+'最短路徑計(jì)算');
    for (var w = 0; w < this.arc.maxvex; w++) {
      if(!final[w]&&(min+this.arc.data[k][w]<shortpathtable[w])){
        console.info('因?yàn)?+this.vertexs[k].name+'的參與,發(fā)現(xiàn)點(diǎn):'
          +this.vertexs[w].name+'到'+v0.name+'的最短路徑是'+
          (min+this.arc.data[k][w]));
        shortpathtable[w] = min+this.arc.data[k][w]
        pathmatrix[w] = k;
      }
    }
  }
  console.info(final);
  console.info(pathmatrix);
  console.info(shortpathtable);
}
//建造一個(gè)
var v0 = new Vertex('V0');
var v1 = new Vertex('V1');
var v2 = new Vertex('V2');
var v3 = new Vertex('V3');
var v4 = new Vertex('V4');
var v5 = new Vertex('V5');
var v6 = new Vertex('V6');
var v7 = new Vertex('V7');
var v8 = new Vertex('V8');
var vertexs = [v0,v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8];
var mgraph = new Mgraph(9,vertexs);
mgraph.addArc(v1,v0,10);
mgraph.addArc(v0,v5,11);
mgraph.addArc(v1,v2,18);
mgraph.addArc(v1,v8,12);
mgraph.addArc(v1,v6,16);
mgraph.addArc(v2,v8,8);
mgraph.addArc(v2,v3,22);
mgraph.addArc(v3,v8,21);
mgraph.addArc(v3,v4,20);
mgraph.addArc(v3,v7,16);
mgraph.addArc(v3,v6,24);
mgraph.addArc(v4,v7,7);
mgraph.addArc(v4,v5,26);
mgraph.addArc(v5,v6,17);
//console.info(mgraph.arc);
mgraph.shortPath_Dijkstra(v0);

output

開(kāi)始初始化:準(zhǔn)備計(jì)算V0到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑
初始化完畢:final:1,0,0,0,0,0,0,0,0
初始化完畢:pathmatrix:0,0,0,0,0,0,0,0,0
初始化完畢:shortpathtable:0,10,Infinity,Infinity,Infinity,11,Infinity,Infinity,Infinity
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V1到V0的最短路徑是10
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V5到V0的最短路徑是11
沒(méi)錯(cuò),V1是最接近當(dāng)前V0的
已經(jīng)完成對(duì)點(diǎn):V1最短路徑計(jì)算
因?yàn)閂1的參與,發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V2到V0的最短路徑是28
因?yàn)閂1的參與,發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V6到V0的最短路徑是26
因?yàn)閂1的參與,發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V8到V0的最短路徑是22
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V2到V0的最短路徑是28
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V5到V0的最短路徑是11
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V6到V0的最短路徑是26
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V8到V0的最短路徑是22
沒(méi)錯(cuò),V5是最接近當(dāng)前V0的
已經(jīng)完成對(duì)點(diǎn):V5最短路徑計(jì)算
因?yàn)閂5的參與,發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V4到V0的最短路徑是37
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V2到V0的最短路徑是28
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V4到V0的最短路徑是37
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V6到V0的最短路徑是26
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V8到V0的最短路徑是22
沒(méi)錯(cuò),V8是最接近當(dāng)前V0的
已經(jīng)完成對(duì)點(diǎn):V8最短路徑計(jì)算
因?yàn)閂8的參與,發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V3到V0的最短路徑是43
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V2到V0的最短路徑是28
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V3到V0的最短路徑是43
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V4到V0的最短路徑是37
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V6到V0的最短路徑是26
沒(méi)錯(cuò),V6是最接近當(dāng)前V0的
已經(jīng)完成對(duì)點(diǎn):V6最短路徑計(jì)算
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V2到V0的最短路徑是28
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V3到V0的最短路徑是43
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V4到V0的最短路徑是37
沒(méi)錯(cuò),V2是最接近當(dāng)前V0的
已經(jīng)完成對(duì)點(diǎn):V2最短路徑計(jì)算
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V3到V0的最短路徑是43
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V4到V0的最短路徑是37
沒(méi)錯(cuò),V4是最接近當(dāng)前V0的
已經(jīng)完成對(duì)點(diǎn):V4最短路徑計(jì)算
因?yàn)閂4的參與,發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V7到V0的最短路徑是44
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V3到V0的最短路徑是43
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V7到V0的最短路徑是44
沒(méi)錯(cuò),V3是最接近當(dāng)前V0的
已經(jīng)完成對(duì)點(diǎn):V3最短路徑計(jì)算
發(fā)現(xiàn)點(diǎn):V7到V0的最短路徑是44
沒(méi)錯(cuò),V7是最接近當(dāng)前V0的
已經(jīng)完成對(duì)點(diǎn):V7最短路徑計(jì)算
[ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 ]
[ 0, 0, 1, 8, 5, 0, 1, 4, 1 ]
[ 0, 10, 28, 43, 37, 11, 26, 44, 22 ]
[Finished in 0.2s]

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