实现思路: 根据B站视频讲解的过程实现,视频链接
代码:
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
public class 最短路径 {
HashMap<String, String> parent;
HashSet<String> bests;
int[] distance;
public 最短路径(int len){
parent = new HashMap<>(); // key: 当前节点,value:从原点到达key的最短路径的前驱节点
distance = new int[len]; // distance[i]: 原节点到节点i的最短距离
bests = new HashSet<>(); // 选择过的最优的节点的集合
}
public void dijkstra(int[][] weights, String[] nodes, int v){
// 1. 初始化:源点到自身距离为0,到其他节点距离为无穷大
for(int i=0;i<nodes.length;i++){
if(i==v-1)
this.distance[i] = 0;
else this.distance[i] = Integer.MAX_VALUE;
}
// 不断迭代
while (true){
int min = Integer.MAX_VALUE;
int index = -1;
// 1. 在未标记的节点中找出从源点到该点最短的路径节点
for(int i=0;i<this.distance.length;i++){
if(this.distance[i] < min && !bests.contains(nodes[i])){
min = this.distance[i];
index = i;
}
}
// 找不到可达的路径了
if(index == -1){
break;
}
// 将该节点放入bests集合中
this.bests.add(nodes[index]);
// 2. 扩展该节点的子节点,计算源点到子节点的距离,若小于原来距离,则更新
// distance表和parent表
for(int i=0;i<nodes.length;i++){
// 找到一个为扩展的子节点
if(weights[index][i]>0 && !bests.contains(nodes[i])){
int new_dis = distance[index] + weights[index][i];
// 新距离小于原始距离,更新
if(new_dis < distance[i]){
distance[i] = new_dis;
parent.put(nodes[i], nodes[index]);
}
}
}
}
// 倒叙找到路径
for(int i=0;i<nodes.length;i++){
if(i != v-1){
if(this.distance[i] == Integer.MAX_VALUE){
System.out.print(nodes[v-1]+"到"+nodes[i]+"之间没有最短路径");
}else {
ArrayList<String> path = new ArrayList<>();
String current = nodes[i];
path.add(current);
while (current != nodes[v-1]){
current = parent.get(current);
path.add(current);
}
for(int j=path.size()-1;j>=0;j--){
if(j!=0)
System.out.print(path.get(j)+"->");
else System.out.print(path.get(j));
}
}
System.out.println();
}
}
}
public static void main(String[] args){
int[][] weight= {{0,-1,10,-1,30,100},{-1,0,5,-1,-1,-1},{-1,-1,0,50,-1,-1},{-1,-1,-1,0,-1,10},
{-1,-1,-1,20,0,60},{-1,-1,-1,-1,-1,0}};
String[] str= {"V1","V2","V3","V4","V5","V6"};
int len=str.length;
最短路径 p1 = new 最短路径(len);
p1.dijkstra(weight, str, 6);
}
}
图的表示:
这里将节点跟权重分开表示,字符串数组str存放节点,二维数组weight存放对应的权重,没有通过权重为-1,节点自身权重表示为0。
运行结果: