class VisitedVertex { // 记录各个顶点是否访问过 1表示访问过,0未访问,会动态更新 public int[] already_arr; // 每个下标对应的值为前一个顶点下标, 会动态更新 public int[] pre_visited; // 记录出发顶点到其他所有顶点的距离,比如G为出发顶点,就会记录G到其它顶点的距离,会动态更新,求的最短距离就会存放到dis public int[] dis; //构造器 /** * * @param length :表示顶点的个数 * @param index: 出发顶点对应的下标, 比如G顶点,下标就是6 */ public VisitedVertex(int length, int index) { this.already_arr = new int[length]; this.pre_visited = new int[length]; this.dis = new int[length]; //初始化 dis数组 Arrays.fill(dis, 65535); this.already_arr[index] = 1; //设置出发顶点被访问过 this.dis[index] = 0;//设置出发顶点的访问距离为0 } /** * 功能: 判断index顶点是否被访问过 * @param index * @return 如果访问过,就返回true, 否则访问false */ public boolean in(int index) { return already_arr[index] == 1; } /** * 功能: 更新出发顶点到index顶点的距离 * @param index * @param len */ public void updateDis(int index, int len) { dis[index] = len; } /** * 功能: 更新pre这个顶点的前驱顶点为index顶点 * @param pre * @param index */ public void updatePre(int pre, int index) { pre_visited[pre] = index; } /** * 功能:返回出发顶点到index顶点的距离 * @param index */ public int getDis(int index) { return dis[index]; } /** * 继续选择并返回新的访问顶点, 比如这里的G 完后,就是 A点作为新的访问顶点(注意不是出发顶点) * @return */ public int updateArr() { int min = 65535, index = 0; for(int i = 0; i < already_arr.length; i++) { if(already_arr[i] == 0 && dis[i] < min ) { min = dis[i]; index = i; } } //更新 index 顶点被访问过 already_arr[index] = 1; return index; } //显示最后的结果 //即将三个数组的情况输出 public void show() { System.out.println("=========================="); //输出already_arr for(int i : already_arr) { System.out.print(i + " "); } System.out.println(); //输出pre_visited for(int i : pre_visited) { System.out.print(i + " "); } System.out.println(); //输出dis for(int i : dis) { System.out.print(i + " "); } System.out.println(); //为了好看最后的最短距离,我们处理 char[] vertex = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G' }; int count = 0; for (int i : dis) { if (i != 65535) { System.out.print(vertex[count] + "("+i+") "); } else { System.out.println("N "); } count++; } System.out.println(); }
private char[] vertex; // 顶点数组 private int[][] matrix; // 邻接矩阵 private VisitedVertex vv; //已经访问的顶点的集合
public Graph(char[] vertex, int[][] matrix) { this.vertex = vertex; this.matrix = matrix; }
public void showDijkstra() { vv.show(); }
public void showGraph() { for (int[] link : matrix) { System.out.println(Arrays.toString(link)); } }
public void dsj(int index) { vv = new VisitedVertex(vertex.length, index); update(index);//更新index顶点到周围顶点的距离和前驱顶点 for(int j = 1; j <vertex.length; j++) { index = vv.updateArr();// 选择并返回新的访问顶点 update(index); // 更新index顶点到周围顶点的距离和前驱顶点 } }
private void update(int index) { int len = 0; //根据遍历我们的邻接矩阵的 matrix[index]行 for(int j = 0; j < matrix[index].length; j++) { // len 含义是 : 出发顶点到index顶点的距离 + 从index顶点到j顶点的距离的和 len = vv.getDis(index) + matrix[index][j]; // 如果j顶点没有被访问过,并且 len 小于出发顶点到j顶点的距离,就需要更新 if(!vv.in(j) && len < vv.getDis(j)) { vv.updatePre(j, index); //更新j顶点的前驱为index顶点 vv.updateDis(j, len); //更新出发顶点到j顶点的距离 } } }
public static void main(String[] args) { char[] vertex = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G' }; //邻接矩阵 int[][] matrix = new int[vertex.length][vertex.length]; final int N = 65535;// 表示不可以连接 matrix[0]=new int[]{N,5,7,N,N,N,2}; matrix[1]=new int[]{5,N,N,9,N,N,3}; matrix[2]=new int[]{7,N,N,N,8,N,N}; matrix[3]=new int[]{N,9,N,N,N,4,N}; matrix[4]=new int[]{N,N,8,N,N,5,4}; matrix[5]=new int[]{N,N,N,4,5,N,6}; matrix[6]=new int[]{2,3,N,N,4,6,N}; //创建 Graph对象 Graph graph = new Graph(vertex, matrix); //测试, 看看图的邻接矩阵是否ok graph.showGraph(); //测试迪杰斯特拉算法 graph.dsj(2);//C graph.showDijkstra(); }