0

0

扩展Dijkstra算法:查找并打印所有最短路径

心靈之曲

心靈之曲

发布时间:2025-12-08 21:47:23

|

355人浏览过

|

来源于php中文网

原创

扩展Dijkstra算法:查找并打印所有最短路径

本文详细阐述了如何修改标准dijkstra算法,使其不仅能找到一条最短路径,还能在存在多条等长最短路径时,识别并打印所有这些路径。核心在于调整距离更新条件,并利用集合存储每个节点的多个父节点,进而通过递归方式重构所有等效最短路径。

Dijkstra算法多最短路径查找与实现

Dijkstra算法是解决单源最短路径问题的经典算法。然而,其标准实现通常只记录并输出一条最短路径,即使图中存在多条具有相同最短距离的路径。在某些应用场景中,我们可能需要获取所有这些等效的最短路径。本文将指导您如何对Dijkstra算法进行改造,以实现这一功能。

核心修改点

要让Dijkstra算法能够识别并记录所有最短路径,我们需要对两个关键部分进行修改:距离更新的条件判断和父节点(前驱节点)的存储方式。

1. 距离更新条件调整

标准Dijkstra算法在更新节点距离时,通常使用严格小于的条件来判断是否找到了一条更短的路径。为了捕获等长的最短路径,我们需要将这个条件放宽为小于或等于。

  • 原始条件: 当 `shortest_distance + edge_distance
  • 修改后条件: 当 `shortest_distance + edge_distance

这个修改是基础,它允许算法在发现一条与当前最短路径等长的路径时,依然进入更新逻辑。

2. 父节点集合管理

由于一个节点可能通过多个不同的前驱节点到达,且这些前驱节点形成的路径都具有相同的最短长度,因此我们需要将每个节点的父节点存储为一个集合(例如数组),而非单个值。

在修改后的距离更新逻辑中,根据新路径的长度与当前记录的最短距离的关系,我们需要区分两种情况:

Designs.ai
Designs.ai

AI设计工具

下载
  • 情况一:发现更短路径 (`shortest_distance + edge_distance

    如果当前计算出的路径长度严格小于 `shortest_distances[vertex_index]`,这意味着我们找到了一条全新的、更短的路径。此时,需要清空 `vertex_index` 节点之前记录的所有父节点,并将 `nearestVertex` 设置为唯一的父节点。同时,更新 `shortest_distances[vertex_index]` 为新的最短距离。

  • 情况二:发现等长路径 (`shortest_distance + edge_distance == shortest_distances[vertex_index]`)

    如果当前计算出的路径长度与 `shortest_distances[vertex_index]` 相等,这表明我们找到了一条与现有最短路径等效的备选路径。此时,应将 `nearestVertex` 添加到 `vertex_index` 节点的父节点集合中,而无需清空已有父节点。`shortest_distances[vertex_index]` 保持不变。

通过这种方式,`parents` 数组的每个元素不再是单个父节点索引,而是一个包含所有可能父节点索引的数组。

路径重建逻辑

当 `parents` 数组能够存储多个父节点时,传统的路径打印方法将不再适用。我们需要一个递归函数来遍历所有可能的父节点组合,从而构建并打印出所有最短路径。这个函数将从目标节点开始,向上回溯到源节点,每次遇到有多个父节点的节点时,都会探索所有分支。

示例代码

以下是一个使用JavaScript实现的Dijkstra算法,它包含了上述修改,能够查找并打印所有最短路径。为了简化演示,我们使用一个简单的图,其中从节点0到节点3存在两条等长的最短路径:0->1->3 和 0->2->3,路径长度均为2。

const NO_PARENT = -1; // 未使用的常量,但保留

function dijkstra(adjacencyMatrix, startVertex) {
    const nVertices = adjacencyMatrix[0].length;

    // shortestDistances[i] 将保存从 startVertex 到 i 的最短距离
    const shortestDistances = new Array(nVertices).fill(Number.MAX_SAFE_INTEGER);

    // added[i] 为 true 表示顶点 i 已经包含在最短路径树中
    // 或从 startVertex 到 i 的最短距离已确定
    const added = new Array(nVertices).fill(false);

    // 初始化所有距离为无限大,added[] 为 false
    for (let vertexIndex = 0; vertexIndex  []); 

    // 起始顶点没有父节点
    parents[startVertex] = [];

    // 为所有顶点寻找最短路径
    for (let i = 1; i 

相关文章

全能打印神器
全能打印神器

全能打印神器是一款非常好用的打印软件,可以在电脑、手机、平板电脑等设备上使用。支持无线打印和云打印,操作非常简单,使用起来也非常方便,有需要的小伙伴快来保存下载体验吧!

下载

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
c语言中null和NULL的区别
c语言中null和NULL的区别

c语言中null和NULL的区别是:null是C语言中的一个宏定义,通常用来表示一个空指针,可以用于初始化指针变量,或者在条件语句中判断指针是否为空;NULL是C语言中的一个预定义常量,通常用来表示一个空值,用于表示一个空的指针、空的指针数组或者空的结构体指针。

231

2023.09.22

java中null的用法
java中null的用法

在Java中,null表示一个引用类型的变量不指向任何对象。可以将null赋值给任何引用类型的变量,包括类、接口、数组、字符串等。想了解更多null的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

436

2024.03.01

java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

1465

2023.10.24

c语言const用法
c语言const用法

const是关键字,可以用于声明常量、函数参数中的const修饰符、const修饰函数返回值、const修饰指针。详细介绍:1、声明常量,const关键字可用于声明常量,常量的值在程序运行期间不可修改,常量可以是基本数据类型,如整数、浮点数、字符等,也可是自定义的数据类型;2、函数参数中的const修饰符,const关键字可用于函数的参数中,表示该参数在函数内部不可修改等等。

524

2023.09.20

length函数用法
length函数用法

length函数用于返回指定字符串的字符数或字节数。可以用于计算字符串的长度,以便在查询和处理字符串数据时进行操作和判断。 需要注意的是length函数计算的是字符串的字符数,而不是字节数。对于多字节字符集,一个字符可能由多个字节组成。因此,length函数在计算字符串长度时会将多字节字符作为一个字符来计算。更多关于length函数的用法,大家可以阅读本专题下面的文章。

920

2023.09.19

golang map内存释放
golang map内存释放

本专题整合了golang map内存相关教程,阅读专题下面的文章了解更多相关内容。

75

2025.09.05

golang map相关教程
golang map相关教程

本专题整合了golang map相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

36

2025.11.16

golang map原理
golang map原理

本专题整合了golang map相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

59

2025.11.17

高德地图升级方法汇总
高德地图升级方法汇总

本专题整合了高德地图升级相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

65

2026.01.16

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号