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c++ dijkstra算法代码 c++最短路径算法实现

穿越時空

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发布时间:2025-12-20 13:50:44

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来源于php中文网

原创

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。

c++ dijkstra算法代码 c++最短路径算法实现

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_queuevector 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:

MD5校验和计算小程序(C)
MD5校验和计算小程序(C)

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。

下载

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  • 使用 邻接表 存储图,节省空间且适合稀疏图。
  • 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。

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