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为什么叫迪杰斯特拉算法

发布时间:2023-07-05 23:20:18

A. 解释一下dijkstra算法这个计算过程的意思 怎么算的

最近也看到这个算法,不过主要是通过C语言介绍的,不太一样,但基本思想差不多。下面只是我个人的看法不一定准确。
Dijkstra算法主要解决指定某点(源点)到其他顶点的最短路径问题。
基本思想:每次找到离源点最近的顶点,然后以该顶点为中心(过渡顶点),最终找到源点到其余顶点的最短路。

t=1:令源点(v_0)的标号为永久标号(0,λ)(右上角加点), 其他为临时(+无穷,λ). 就是说v_0到v_0的距离是0,其他顶点到v_0的距离为+无穷。t=1时,例5.3上面的步骤(2)(3)并不能体现

t=2:第1步v_0(k=0)获得永久标号,记L_j为顶点标号当前的最短距离(比如v_0标号(0,λ)中L_0=0), 边(v_k,v_j)的权w_kj. 步骤(2)最关键,若v_0与v_j之间存在边,则比较L_k+w_kj与L_j, 而L_k+w_kj=L_0+w_0j<L_j=+无穷。
这里只有v_1,v_2与v_0存在边,所以当j=1,2时修改标号, 标号分别为(L_1, v_0)=(1, v_0), (L_2, v_0)=(4, v_0), 其他不变。步骤(3)比较所有临时标号中L_j最小的顶点, 这里L_1=1最小,v_1获得永久标号(右上角加点)。

t=3: 第2步中v_1获得永久标号(k=1), 同第2步一样,通过例5.3上面的步骤(2)(3),得到永久标号。 步骤(2),若v_1与v_j(j=2,3,4,5(除去获得永久标号的顶点))之间存在边,则比较L_1+w_1j与L_j。这里v_1与v_2,v_3,v_,4存在边,
对于v_2, L_1+w_12=1+2=3<L_2=4, 把v_2标号修改为(L_1+w_12, v_1)=(3, v_1);
对于v_3, L_1+w_13=1+7=8<L_3=+无穷, 把v_3标号修改为(L_1+w_13, v_1)=(8, v_1);
对于v_4, L_1+w_14=1+5=6<L_4=+无穷, 把v_4标号修改为(L_1+w_14, v_1)=(6, v_1);
v_5与v_1不存在边,标号不变。步骤(3), 找这些标号L_j最小的顶点,这里v_2标号最小

t=4: k=2, 与v_2存在边的未获得永久标号的顶点只有v_4, 比较L_2+w_24=3+1=4<L_4=6, 把v_4标号修改为(L_2+w_24, v_2)=(4, v_2); 其他不变。步骤(3), L_4=4最小。

t=5: k=4, 同理先找v_4邻接顶点,比较,修改标号,找L_j最小
t=6: 同理

啰嗦的这么多,其实步骤(2)是关键,就是通过比较更新最短路径,右上角标点的就是距离源点最近的顶点,之后每一步就添加一个新的”源点”,再找其他顶点与它的最短距离。

迪杰斯特拉算法(Dijkstra)(网络):
http://ke..com/link?url=gc_mamV4z7tpxwqju6BoqxVOZ_josbPNcGKtLYJ5GJsJT6U28koc_#4
里面有个动图,更形象地说明了该算法的过程。(其中每次标注的一个红色顶点out就和你的这本书中获得永久标号是相似的)

B. 迪杰斯特拉算法的本质是贪心还是动态规划

贪心是一种特殊的动态规划,动态规划的本质是独立的子问题,而贪心则是每次可以找到最优的独立子问题。
贪心和动归不是互斥的,而是包含的,贪心更快,但约束更强,适应范围更小。
动归和bfs的关系也是一样的。

展开一点讲,在求解最优化问题时,有多个解。而求解的过程类似一个树,我们称之为求解树。

一般的求解树真的是一棵树,所以我们只能用bfs来搜索,顶多剪枝。

有些特殊的求解树,中间很多结点是重合的,结点个数比所有搜索分支的个数少很多个数量级。这类问题较特殊,我们可以保存中间的搜索过程。而记忆化搜索和动态规划本质上就是一个东西,快就快在可以不用重复计算很多中间结果(所谓的最优子问题)。

还有一些特殊的求解树,更特殊,它们不止有很多重复结点,而且每次选择分支的时候,我们可以证明只要选择一个分支,这个分支的解就一定比其他选择更优。这类问题就是贪心了,

所以bfs,dp,贪心三个方法都是解决最优化问题的方法,根据问题的不同,约束越大的问题可以用越快的方法,越慢的方法可以解决的问题越普适。

动态规划的状态转移函数,可以抽象成这样一种函数:

f(x)=g(f(x1), f(x2), f(x3), ... f(xn))

其中f就是我们说的独立问题,每个f都有一个唯一值,也就是没有后效性。

贪心也是这个函数,但可以证明:

f(xi) >= f(x1|x2|...|xn)

那么我们就不用再去计算除了f(xi)以外的任何子状态了,所以就更快

而标准的bfs,虽然也有

f(x)=g(f(x1), f(x2), f(x3), ... f(xn))

但是因为对于任意的f(x),它的子问题f(xi)的输入状态xi都不同(换一种思路也可以说f(xi)在不同的路径下值都不同,本质上是我们怎么定义xi,到底是狭义的参数还是广义的状态),所以无法使用内存去换取时间,就只能去遍历所有状态了。

C. 迪杰斯特拉算法的定义

Dijkstra算法是典型的算法。Dijkstra算法是很有代表性的算法。Dijkstra一般的表述通常有两种方式,一种用永久和临时标号方式,一种是用OPEN, CLOSE表的方式,这里均采用永久和临时标号的方式。注意该算法要求图中不存在负权边。

D. dijkstra算法是什么

Dijkstra算法是由荷兰计算机科学家狄克斯特拉(Dijkstra)于1959年提出的,因此又叫狄克斯特拉算法。是从一个顶点到其余各顶点的最短路径算法,解决的是有向图中最短路径问题。

其基本原理是:每次新扩展一个距离最短的点,更新与其相邻的点的距离。当所有边权都为正时,由于不会存在一个距离更短的没扩展过的点,所以这个点的距离永远不会再被改变,因而保证了算法的正确性。

不过根据这个原理,用Dijkstra求最短路的图不能有负权边,因为扩展到负权边的时候会产生更短的距离,有可能就破坏了已经更新的点距离不会改变的性质。

举例来说,如果图中的顶点表示城市,而边上的权重表示着城市间开车行经的距离。Dijkstra算法可以用来找到两个城市之间的最短路径。

Dijkstra算法的输入包含了一个有权重的有向图G,以及G中的一个来源顶点S。我们以V表示G中所有顶点的集合。每一个图中的边,都是两个顶点所形成的有序元素对。(u,v)表示从顶点u到v有路径相连。我们以E所有边的集合,而边的权重则由权重函数w: E→[0,∞]定义。

因此,w(u,v)就是从顶点u到顶点v的非负花费值(cost)。边的花费可以想象成两个顶点之间的距离。任两点间路径的花费值,就是该路径上所有边的花费值总和。

已知有V中有顶点s及t,Dijkstra算法可以找到s到t的最低花费路径(i.e.最短路径)。这个算法也可以在一个图中,找到从一个顶点s到任何其他顶点的最短路径。

E. 迪杰斯特拉算法的原理

1.首先,引入一个辅助向量D,它的每个分量 D 表示当前所找到的从起始点 (即源点 )到其它每个顶点 的长度。
例如,D[3] = 2表示从起始点到顶点3的路径相对最小长度为2。这里强调相对就是说在算法执行过程中D的值是在不断逼近最终结果但在过程中不一定就等于长度。
2.D的初始状态为:若从 到 有弧(即从 到 存在连接边),则D 为弧上的权值(即为从 到 的边的权值);否则置D 为∞。
显然,长度为 D = Min{ D | ∈V } 的路径就是从 出发到顶点 的长度最短的一条路径,此路径为( )。
3.那么,下一条长度次短的是哪一条呢?也就是找到从源点 到下一个顶点的最短路径长度所对应的顶点,且这条最短路径长度仅次于从源点 到顶点 的最短路径长度。
假设该次短路径的终点是 ,则可想而知,这条路径要么是( ),或者是( )。它的长度或者是从 到 的弧上的权值,或者是D 加上从 到 的弧上的权值。
4.一般情况下,假设S为已求得的从源点 出发的最短路径长度的顶点的集合,则可证明:下一条次最短路径(设其终点为 )要么是弧( ),或者是从源点 出发的中间只经过S中的顶点而最后到达顶点 的路径。
因此,下一条长度次短的的最短路径长度必是D = Min{ D | ∈V-S },其中D 要么是弧( )上的权值,或者是D ( ∈S)和弧( , )上的权值之和。
算法描述如下:
1)令arcs表示弧上的权值。若弧不存在,则置arcs为∞(在本程序中为MAXCOST)。S为已找到的从 出发的的终点的集合,初始状态为空集。那么,从 出发到图上其余各顶点 可能达到的长度的初值为D=arcs[Locate Vex(G, )], ∈V;
2)选择 ,使得D =Min{ D | ∈V-S } ;
3)修改从 出发的到集合V-S中任一顶点 的最短路径长度。

F. dijkstra算法是什么

dijkstra算法最短路径算法。

Dijkstra是典型最短路径算法,用于计算一个节点到其他节点的最短路径。该算法使用的是贪心策略:每次都找出剩余顶点中与源点距离最近的一个顶点。

给定一带权图,图中每条边的权值是非负的,代表着两顶点之间的距离。指定图中的一顶点为源点,找出源点到其它顶点的最短路径和其长度的问题,即是单源最短路径问题。

Dijkstra的原理

(1)初始化时,S只含有源节点。

(2)从U中选取一个距离v最小的顶点k加入S中(该选定的距离就是v到k的最短路径长度)。

(3)以k为新考虑的中间点,修改U中各顶点的距离;若从源节点v到顶点u的距离(经过顶点k)比原来距离(不经过顶点k)短,则修改顶点u的距离值,修改后的距离值是顶点k的距离加上k到u的距离。

G. 蚁群算法和迪杰斯特拉还有弗洛伊德算法有什么区别

蚁群算法算是属于人工智能的搜索算法。
dijkstra是单源结点最短路径。效率是o(n^2)
floyd的所有结点的最段路径。效率是0(n^3)
其实dijkstra就是估价函数为0的一种搜索。
我的了解大概是这样。

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