关于弗洛伊德算法求最短路径详解

 更新时间:2023年07月14日 09:13:04   作者:Mᴇᴇᴛ ꦿ᭄.  
这篇文章主要介绍了关于弗洛伊德算法求最短路径详解,弗洛伊德算法VS迪杰斯特拉算法:迪杰斯特拉算法通过选定的被访问顶点,求出从出发访问顶点到其他项点的最短路径:弗洛伊德算法中每-个顶点都是出发访问点,需要的朋友可以参考下

弗洛伊德算法介绍

  • 和迪杰斯特拉算法一 样, 弗洛伊德(Floyd)算法也是一种用于寻找给定的加权图中顶点间最短路径的算法。
  • 弗洛伊德算法(Floyd)计算图中各个顶点之间的最短路径
  • 迪杰斯特拉算法用于计算图中某-一个顶点到其他项点的最短路径。
  • 弗洛伊德算法VS迪杰斯特拉算法:迪杰斯特拉算法通过选定的被访问顶点,求出从出发访问顶点到其他项点的最短路径:弗洛伊德算法中每-个顶点都是出发访问点,所以需要将每-一个顶点看做被访问顶点,求出从每一个顶点到其他顶点的最短路径。
  • 算法的时间复杂度为O(N3),空间复杂度为O(N2)。
  • 优点:容易理解,可以算出任意两个节点之间的最短距离,代码编写简单。
  • 缺点:时间复杂度比较高,不适合计算大量数据。

弗洛伊德算法思想

通过一个图的权值矩阵求出它的每两点间的最短路径矩阵。

从图的带权邻接矩阵A=[a(i,j)] n×n开始,递归地进行n次更新,即由矩阵D(0)=A,按一个公式,构造出矩阵D(1);又用同样地公式由D(1)构造出D(2);……;

最后又用同样的公式由D(n-1)构造出矩阵D(n)。矩阵D(n)的i行j列元素便是i号顶点到j号顶点的最短路径长度,称D(n)为图的距离矩阵

同时还可引入一个后继节点矩阵path来记录两点间的最短路径。

采用的是(松弛技术),对在i和j之间的所有其他点进行一次松弛。所以时间复杂度为O(n^3);

其状态转移方程如下: map[i,j]:=min{map[i,k]+map[k,j],map[i,j]}

map[i,j]表示i到j的最短距离,K是穷举i,j的断点,map[n,n]初值应该为0.当然,如果这条路没有通的话,还必须特殊处理,比如没有map[i,k]这条路

算法原理

Floyd算法的原理是动态规划。

设Di,j,k为从i到j的只以(1…k)集合中的节点为中间节点的最短路径的长度。

代码实现:

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("请输入有几个顶点:");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int n = scanner.nextInt();
        char[] vertex = new char[n];
        System.out.println("请输入各个顶点的符号,每个字符用空格分隔:");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            vertex[i] = scanner.next().charAt(0);
        }
        int[][] arr = new int[n][n];
        System.out.println("请输入各个顶点在二维表之间的距离,不能直达的用100表示:");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                arr[i][j] = scanner.nextInt();
            }
        }
        Graph gp = new Graph(vertex, arr, n);
        gp.floyd();
        gp.show(vertex);
    }
}
//创建图
class Graph {
    private char[] vertex;
    private int[][] dis; // 从顶点出发到其他节点的距离
    private int[][] pre; // 目标节点的前驱节点
    // 顶点数组 邻接矩阵 长度大小
    public Graph(char[] vertex, int[][] dis, int len) {
        this.vertex = vertex;
        this.dis = dis;
        this.pre = new int[len][len];
        // 对pre数组进行初始化
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            Arrays.fill(pre[i], i);
        }
    }
    public void show(char[] vertex) {
        for (int i = 0; i < dis.length; i++) {
            for (int j = 0; j < dis.length; j++) {
                System.out.print(vertex[pre[i][j]] + "  ");
            }
            System.out.println();
            for (int j = 0; j < dis.length; j++) {
                System.out.print("( " + vertex[i] + " -> " + vertex[j] + " 的最短路径 " + dis[i][j] + " )    ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
    // 弗洛伊德算法
    public void floyd() {
        int len = 0;
        // 从中间节点进行遍历
        for (int k = 0; k < dis.length; k++) {
            // 对出发节点进行遍历
            for (int i = 0; i < dis.length; i++) {
                // 遍历终点节点
                for (int j = 0; j < dis.length; j++) {
                    len = dis[i][k] + dis[k][j];
                    if (len < dis[i][j]) {
                        dis[i][j] = len;
                        pre[i][j] = pre[k][j];
                    }
                }
            }
        }
    }
}

结果展示:

示例1:

结果:

 示例2:

 结果:

到此这篇关于关于弗洛伊德算法求最短路径详解的文章就介绍到这了,更多相关弗洛伊德算法内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • JWT Token实现方法及步骤详解

    JWT Token实现方法及步骤详解

    这篇文章主要介绍了JWT Token实现方法及步骤详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2020-09-09
  • Spring及Mybatis整合占位符解析失败问题解决

    Spring及Mybatis整合占位符解析失败问题解决

    这篇文章主要介绍了Spring及Mybatis整合占位符解析失败问题解决,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2020-07-07
  • 利用Java获取文件名、类名、方法名和行号的方法小结

    利用Java获取文件名、类名、方法名和行号的方法小结

    这篇文章运用实例代码给大家介绍了利用Java怎样获取文件名、类名、方法名和行号,有需要的可以参考借鉴,下面一起来看看吧。
    2016-08-08
  • 深入讲解Java Maven配置

    深入讲解Java Maven配置

    这篇文章主要介绍了Maven的安装配置详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2021-10-10
  • java调用7zip解压压缩包的实例

    java调用7zip解压压缩包的实例

    下面小编就为大家带来一篇java调用7zip解压压缩包的实例。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2017-09-09
  • Java二进制操作(动力节点Java学院整理)

    Java二进制操作(动力节点Java学院整理)

    这篇文章给大家介绍了java二进制操作技巧,包括移位、位运算操作符等相关知识点,非常不错,感兴趣的朋友参考下吧
    2017-03-03
  • Java实现PIFrame窗体效果的示例代码

    Java实现PIFrame窗体效果的示例代码

    在很多现代应用中,常常需要使用个性化的窗体外观,摆脱传统窗口边框的限制,无边框、透明、圆角和阴影效果使得窗体显得更轻巧、更具视觉吸引力,同时允许用户自由拖拽和停靠窗体,所以本文给大家介绍了如何使用Java实现PIFrame窗体效果,需要的朋友可以参考下
    2025-03-03
  • 彻底理解Spring注解@Autowired实现原理

    彻底理解Spring注解@Autowired实现原理

    这篇文章主要为大家详细的介绍了Spring注解@Autowired实现的原理,缜密的逻辑分析,实践应用示例操作说明,让大家彻底的理解Spring注解@Autowired背后实现原理
    2022-03-03
  • Java-lambda表达式入门看这一篇就够了

    Java-lambda表达式入门看这一篇就够了

    lambda表达式最简单的作用就是用于简化创建匿名内部类对象,Lambda表达式是一个可传递的代码块,可以在以后执行一次或多次,下面通过本文给大家介绍Java-lambda表达式入门教程,感兴趣的朋友一起看看吧
    2021-05-05
  • SpringBoot使用SSE进行实时通知前端的实现代码

    SpringBoot使用SSE进行实时通知前端的实现代码

    这篇文章主要介绍了SpringBoot使用SSE进行实时通知前端,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2023-06-06

最新评论