十七 最短路徑問題(SPFA)

2021-07-03 20:39:09 字數 890 閱讀 6949

spfa演算法:

spfa演算法全稱是shortest path faster algorithm。

dijkstra不能解決負權邊,bellman-ford演算法效率底,可使用spfa演算法。

與dijkstra演算法和bellman-ford演算法一樣,用陣列d記錄每個節點的最短路長估計,並且用鄰接表來儲存圖g。

採用動態逼近的方法:設立乙個先進先出的佇列q,用來儲存待優化的節點,優化時每次取出隊首節點u,並且用u點當前的最短路長估計對u點出邊所指向的節點v進行鬆弛操作,如果v點的最短路長估計有所調整,且v點不在當前的佇列中,就將v點放入q隊的隊尾。這樣不斷從佇列q中取出節點來進行鬆弛操作,直至q佇列空為止。

proc spfa(g,w,s);

{ initiallze_single_source(g,s);

佇列q初始化為空; 源點s入佇列q;

while q佇列非空 do

{ 從q中取出隊首節點u;

for each v∈u相鄰的節點集 do

{ tmp:=d[v];relax(u,v,w);

if (d[v]

spfa演算法的期望時間複雜度為o(e)。

思考:怎麼判斷負權迴路?

spfa演算法與bellman-ford演算法比較:

同:兩者都屬於標號修正的範疇,計算過程都是迭代式的,最短路長估計值都是臨時的,都採用了不斷逼近最優解的貪心策略,只在最後一步才確定想要的結果。

差異:在bellman-ford演算法中,要是某個點的最短路長估計值被更新了,那麼就必須對所有邊的尾做一次鬆弛操作;在spfa演算法中,某個點的最短路徑估計值被更新,僅需要對該點出邊的端點做一次鬆弛操作。

習題:

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