Dijkstra算法实例

TestDijkstracpp.cpp

#include <iostream>
#include "Dijkstra.h"
using namespace std;

int main()
{
    cout << "请输入二维数组（k*k）中k值：";
    int k;
    cin >> k;
    int**p = new int*[k];
    for(int i = 0; i < k; ++i)
    {
    p[i] = new int[k];
    }
    cout << "请输入二维数组中的元素(100表示无穷大)：";
    for(int i = 0; i < k; ++i)
    {
        for(int j = 0; j < k; ++j)
        {
            cin >> p[i][j];
        }
    }

    bool* S = new bool[k];
    int* D = new int[k];
    int* Par = new int[k];
    int s = 0;

    cout << "请输入源点：";
    cin >> s;

    Dijkstra(p, s, S, D, Par, k);
    for(int d = 0; d < k; ++d)
    {
        display(s, d, D, Par, k);
    }

    system("pause");
    return 0;
}

Dijkstra.h

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

#define INFINITE 100

bool emptyBlue(bool S[], int size);
void Dijkstra(int** p, int s, bool S[], int D[], int Par[], int size);
int chooseBlue(bool S[], int D[], int size);
void relax(int** p, bool S[], int D[], int Par[], int size);
void addRed(bool S[], int n);
int getVertex(int** p, int s, int size);
void initializeS(bool S[], int s, int size);
void initializePra(int Par[], int** p, int s, int size);
void initializeD(int** p, int D[], int s, int size);
string route(int s, int d, int Par[], int size);
string reverse(string s);
void display(int s, int d, int D[], int Par[], int size);

void Dijkstra(int** p, int s, bool S[], int D[], int Par[], int size)
{
    initializeS(S, s, size);
    initializePra(Par, p, s, size);
    initializeD(p, D, s, size);

    while(!emptyBlue(S, size))
    {
        int nextRed = getVertex(p, s, size);
        addRed(S, nextRed);
        relax(p, S, D, Par, size);
        nextRed = chooseBlue(S, D, size);
        addRed(S, nextRed);
    }
}

bool emptyBlue(bool S[], int size)
{
    for(int i = 0; i < size; ++i)
    {
        if (S[i] == false)
        {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

int chooseBlue(bool S[], int D[], int size)
{
    int min = INFINITE;
    int index = 0;
    for(int i = 0; i < size; ++i)
    {
        if (S[i] == false && D[i] < min)
        {
            index = i;
            min = D[i];
        }
    }
    return index;
}

void relax(int** p, bool S[], int D[], int Par[], int size)
{
    for (int i = 0; i < size; ++i)
    {
        if (S[i] == true)
        {
            for(int j = 0; j < size; ++j)
            {
                if (S[j] == false)
                {
                    if (D[i] + p[i][j] < D[j])
                    {
                        Par[j] = i;
                        D[j] = D[i] + p[i][j];
                    }
                }
            }
        }
    }
}

void addRed(bool S[], int n)
{
    S[n] = true;
}

int getVertex(int** p, int s, int size)
{
    int min = INFINITE;
    int index = 0;
    for(int i = 0; i < size; ++i)
    {
        if (i == s)
        {
            continue;
        }
        if(p[s][i] < min)
        {
            min = p[s][i];
            index = i;
        }
    }
    return index;
}

void initializeS(bool S[], int s, int size)
{
    for(int i = 0; i < size; ++i)
    {
        if (i == s)
        {
            S[i] = true;
        }
        else
        {
            S[i] = false;
        }
    }
}

void initializePra(int Par[], int** p, int s, int size)
{
    for(int i = 0; i < size; ++i)
    {
        if (i == s)
        {
            Par[i] = -1;
        }
        else
        {
            if (p[s][i] < INFINITE)
            {
                Par[i] = s;
            }
            else
            {
                Par[i] = -1;
            }
        }
    }
}

void initializeD(int** p, int D[], int s, int size)
{
    for(int i = 0; i < size; ++i)
    {
        D[i] = p[s][i];
    }
}string route(int s, int d, int Par[], int size)

{
    int* t = new int[size];
    for(int i = 0; i < size; ++i)
    {
        t[i] = Par[i];
    }
    string str = "";
    char* c = new char;
    if (Par[s] == t[d])
    {
        itoa(s, c, 10);
        str += c;
    }
    else
    {
        itoa(d, c, 10);
        str += c;
        while(Par[s] != t[d])
        {
            itoa(t[d], c, 10);
            str += c;
            int k = t[d];
            t[d] = Par[k];
            //str += " ";
        }
    }

    return str;

}

string reverse(string s)
{
    int k = s.length();
    string s1 = "";
    for(int i = 0; i < k; ++i)
    {
         s1 += s[k - i - 1];
    }

    return s1;
}

void display(int s, int d, int D[], int Par[], int size)
{
    string str = reverse(route(s, d, Par, size));

    cout << s << "---->" << d << " 最短路径为" << D[d] << " 父亲为"
    << Par[d] << " 路径为：" << str << endl;
}