Golang实现Dijkstra算法过程详解

 更新时间:2023年05月16日 09:54:16   作者:Hello.Reader  
Dijkstra 算法是一种用于计算无向图的最短路径的算法,它是基于贪心策略的,每次选择当前距离起始节点最近的未访问节点进行访问,并更新其相邻节点的距离值,以得到最短路径,这篇文章主要介绍了Golang实现Dijkstra算法,需要的朋友可以参考下

1.实现过程详解

Dijkstra 算法是一种用于计算无向图的最短路径的算法。它是基于贪心策略的,每次选择当前距离起始节点最近的未访问节点进行访问,并更新其相邻节点的距离值,以得到最短路径。

在实现 Dijkstra 算法时,需要按照以下步骤进行:

1.初始化 visited 和 distance 数组

首先,需要定义两个数组 visited 和 distance。visited 数组用于记录节点是否被访问过,distance 数组用于记录起始节点到各个节点的最短距离。

具体实现中,需要遍历整个节点集合,将 visited 数组初始化为 false,distance 数组初始化为一个足够大的值(例如 math.MaxInt32)。

2.起始节点到自身的距离为 0

起始节点到自身的距离为 0,需要将 distance 数组中起始节点的距离值赋为 0。

3.计算从起始节点到所有其他节点的最短距离

需要在循环中进行以下操作:

  • 找到距离起始节点最近的未访问节点

具体实现中,可以遍历整个节点集合,找到未访问节点中距离起始节点最近的节点,将其标记为当前节点。

  • 标记当前节点为已访问

需要将当前节点标记为已访问,将其 visited 数组值设为 true。

  • 更新起始节点到其他节点的距离

需要遍历当前节点的相邻节点,计算从起始节点到该节点的距离,并更新 distance 数组中该节点的距离值,如果计算出的距离值比当前 distance 数组中该节点的距离值更小,则更新为该值。

这个循环将一直执行到所有节点都被访问为止,或者找不到距离起始节点最近的未访问节点。

4.返回 distance 数组

算法执行结束后,需要返回 distance 数组,其中 distance[i] 表示起始节点到节点 i 的最短距离。

2.完整代码实现

package main
import (
	"fmt"
	"math"
)
// Dijkstra 算法用于计算无向图的最短路径
func dijkstra(graph [][]int, startNode int) []int {
	// 获取节点数
	nodesCount := len(graph)
	// 初始化 visited 和 distance 数组
	visited := make([]bool, nodesCount)
	distance := make([]int, nodesCount)
	for i := 0; i < nodesCount; i++ {
		visited[i] = false
		distance[i] = math.MaxInt32 // 赋初值为最大值
	}
	// 起始节点到自身的距离为 0
	distance[startNode] = 0
	// 计算从起始节点到所有其他节点的最短距离
	for i := 0; i < nodesCount-1; i++ {
		minDistance := math.MaxInt32 // 最短距离的初始值为最大值
		currentNode := -1
		// 找到距离起始节点最近的未访问节点
		for j := 0; j < nodesCount; j++ {
			if !visited[j] && distance[j] < minDistance {
				minDistance = distance[j]
				currentNode = j
			}
		}
		// 如果没有找到最近的未访问节点,则退出循环
		if currentNode == -1 {
			break
		}
		// 标记当前节点为已访问
		visited[currentNode] = true
		// 更新起始节点到其他节点的距离
		for j := 0; j < nodesCount; j++ {
			if graph[currentNode][j] != -1 {
				newDistance := distance[currentNode] + graph[currentNode][j]
				if newDistance < distance[j] {
					distance[j] = newDistance
				}
			}
		}
	}
	return distance
}
func main() {
	// 初始化无向图
	graph := [][]int{
		{-1, 2, -1, 6, -1},
		{2, -1, 3, 8, 5},
		{-1, 3, -1, -1, 7},
		{6, 8, -1, -1, 9},
		{-1, 5, 7, 9, -1},
	}
	startNode := 0 // 起始节点为 0
	distances := dijkstra(graph, startNode)
	// 输出起始节点到其他节点的最短距离
	fmt.Println("Shortest distances from node", startNode, "to all other nodes:")
	for i, d := range distances {
		fmt.Printf("Node %d: %d\n", i, d)
	}
}

这个程序实现了一个简单的 Dijkstra 算法来计算给定无向图的最短路径。它通过一个二维数组 graph 表示图中节点之间的连通性和距离。graph[i][j] 表示节点 i 和 j 之间的距离,如果它们之间没有边相连,则值为 -1。然后,程序调用 dijkstra 函数来计算从指定起始节点到所有其他节点的最短距离,并将结果输出到控制台。

到此这篇关于Golang实现Dijkstra算法的文章就介绍到这了,更多相关golang Dijkstra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!

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