最短路徑問題

2021-09-29 10:19:06 字數 2165 閱讀 7556

relaxation

bellan-ford演算法

bellan-ford演算法的改進思路

dijkstra』s algorithm

給定乙個加權有向圖g,找出從乙個給定源點s到其他各點v的最短路徑。

最短路徑由最短子路徑組成。

證明:1)若x在u,v的最短路徑上,則取等號;

2)若不在,則假設大於,那麼兩個小路徑相加得到比u、v原最短路徑更短的路徑,那麼這與(u,v)為最短路徑相駁,故必不取大於號。

綜上,得證。

因為一直走負環則總權重越來越小,可不斷變小,無法確定最小值,故無最短路徑。

時間複雜度:o(ve)

迴圈|v|-1次,每次對每條邊做relaxation。

由拓撲排序找出可能的最短路徑,即找出可能的路徑順序,進行有意義的迭代relax,減少無意義的迭代。

若圖中無負環,則必bellman-ford演算法更好。其實對於有向圖才有意義。

1.初始化所有點的d值即key值為無窮大。

2.當q不為空,每次取出q中d值即key最小的點,對他的鄰接點進行鬆弛操作,更新key值,直至q為空。

演算法的時間複雜度(取決於資料結構):

a: o(e lg v) using binary heap for q

can acheive o(v lg v + e) with fibonacci heaps

迪傑斯特拉複雜度分析:

1)while + extractmin: vl**

2)while + for +decreasekey: el**

3)總: vl** + el**=o(el**) (因為:v比e小)

correctness: we must show that when u is

removed from q, it has already converged。

證明:定理:所有未找到最短路徑的節點中,鍵值最小的節點的最短路徑值等於鍵值,並且其最短路徑為初始節點到確定其鍵值的節點再到它。

引理

此為證明不可能在s集合外有一點y存在於u的最短路徑上(du為s外最小值)

最短路 最短路徑問題

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