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: