Dijkstra算法用于求解带权图单源最短路径,适用非负权重边。1. 采用邻接表存储图结构,节省空间;2. 使用优先队列(最小堆)快速选取距离最小节点;3. 通过松弛操作更新邻居距离;4. 利用visited数组避免重复处理;5. 时间复杂度为O((V + E) log V)。示例输出从起点0到各节点的最短距离:节点0:0,节点1:7,节点2:3,节点3:9,节点4:5。

Dijkstra算法是解决带权图单源最短路径问题的经典方法,适用于边权重为非负的图。下面是一个基于邻接表和优先队列(最小堆)实现的C++版本Dijkstra算法,效率较高,时间复杂度为 O((V + E) log V)。
使用优先队列优化的Dijkstra算法实现
该实现使用 STL 中的 priority_queue 和 vector 来表示图和维护待处理节点。
#include#include #include #include using namespace std; // 定义边:目标节点和权重 struct Edge { int to, weight; Edge(int t, int w) : to(t), weight(w) {} }; // 定义优先队列中的元素:距离和节点 struct Node { int node, dist; Node(int n, int d) : node(n), dist(d) {} // 重载操作符,使优先队列按距离从小到大排序(最小堆) bool operator<(const Node& other) const { return dist > other.dist; // 注意:priority_queue默认是最大堆,所以用>实现最小堆 } }; class Graph { int V; // 节点数量 vector > adj; // 邻接表 public: Graph(int v) : V(v) { adj.resize(V); } // 添加边(无向图可调用两次或修改为双向) void addEdge(int u, int v, int w) { adj[u].push_back(Edge(v, w)); } // Dijkstra算法求最短路径 void dijkstra(int start) { vector dist(V, INT_MAX); // 距离数组 vector visited(V, false); // 访问标记 priority_queue pq; dist[start] = 0; pq.push(Node(start, 0)); while (!pq.empty()) { Node curr = pq.top(); pq.pop(); int u = curr.node; if (visited[u]) continue; visited[u] = true; // 遍历所有邻接节点 for (const Edge& e : adj[u]) { int v = e.to; int weight = e.weight; if (!visited[v] && dist[u] + weight < dist[v]) { dist[v] = dist[u] + weight; pq.push(Node(v, dist[v])); } } } // 输出结果 cout << "从起点 " << start << " 到各节点的最短距离:" << endl; for (int i = 0; i < V; ++i) { if (dist[i] == INT_MAX) cout << "到节点 " << i << ":不可达" << endl; else cout << "到节点 " << i << ": " << dist[i] << endl; } } };
主函数示例
创建一个简单图并运行Dijkstra算法:
int main() {
Graph g(5); // 创建5个节点的图
// 添加有向边(起点、终点、权重)
g.addEdge(0, 1, 10);
g.addEdge(0, 2, 3);
g.addEdge(1, 2, 1);
g.addEdge(1, 3, 2);
g.addEdge(2, 1, 4);
g.addEdge(2, 3, 8);
g.addEdge(2, 4, 2);
g.addEdge(3, 4, 7);
g.addEdge(4, 3, 9);
g.dijkstra(0); // 从节点0开始计算最短路径
return 0;
}
关键点说明
该实现的核心在于:
C编写,实现字符串摘要、文件摘要两个功能。里面主要包含3个文件: Md5.cpp、Md5.h、Main.cpp。其中Md5.cpp是算法的代码,里的代码大多是从 rfc-1321 里copy过来的;Main.cpp是主程序。
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- 使用 邻接表 存储图,节省空间且适合稀疏图。
- 用 优先队列 快速取出当前距离最小的未处理节点。
- 通过 松弛操作 更新邻居的距离。
- 使用 visited 数组避免重复处理节点。
输出示例
对于上述图,从节点0出发的输出可能如下:
到节点 0: 0到节点 1: 7
到节点 2: 3
到节点 3: 9
到节点 4: 5 基本上就这些。这个版本简洁高效,适合学习和实际应用。










