Question

dijkstra算法

给出算法的pascal程序，配上详细说明，感激不尽！！

Answer 1

[问题分析]
对于一个含有n个顶点和e条边的图来说，从某一个顶点Vi到其余任一顶点Vj的最短路径，可能是它们之间的边（Vi，Vj），也可能是经过k个中间顶点和k+1条边所形成的路径(1≤k≤n-2)。下面给出解决这个问题的Dijkstra算法思想。
设图G用邻接矩阵的方式存储在GA中，GA[i,j]=maxint表示Vi，Vj是不关联的，否则为权值（大于0的实数）。设集合S用来保存已求得最短路径的终点序号，初始时S=[Vi]表示只有源点，以后每求出一个终点Vj，就把它加入到集合中并作为新考虑的中间顶点。设数组dist[1..n]用来存储当前求得的最短路径，初始时Vi，Vj如果是关联的，则dist[j]等于权值，否则等于maxint，以后随着新考虑的中间顶点越来越多，dist[j]可能越来越小。再设一个与dist对应的数组path[1..n]用来存放当前最短路径的边，初始时为Vi到Vj的边，如果不存在边则为空。
执行时，先从S以外的顶点（即待求出最短路径的终点）所对应的dist数组元素中，找出其值最小的元素（假设为dist[m]），该元素值就是从源点Vi到终点Vm的最短路径长度，对应的path[m]中的顶点或边的序列即为最短路径。接着把Vm并入集合S中，然后以Vm作为新考虑的中间顶点，对S以外的每个顶点Vj，比较dist[m]+GA[m,j]的dist[j]的大小，若前者小，表明加入了新的中间顶点后可以得到更好的方案，即可求得更短的路径，则用它代替dist[j]，同时把Vj或边（Vm，Vj）并入到path[j]中。重复以上过程n-2次，即可在dist数组中得到从源点到其余各终点的最段路径长度，对应的path数组中保存着相应的最段路径。

下面给出具体的Dijkstra算法框架（注：为了实现上的方便，用一个一维数组s[1..n]代替集合S，用来保存已求得最短路径的终点集合，即如果s[j]=0表示顶点Vj不在集合中，反之，s[j]=1表示顶点Vj已在集合中）。
Procedure Dijkstra(GA,dist,path,i)；
{表示求Vi到图G中其余顶点的最短路径，GA为图G的邻接矩阵，dist和path为变量型参数，
其中path的基类型为集合}
Begin
For j:=1 To n Do Begin {初始化}
If j<>i Then s[j]:=0 Else s[j]:=1；
dist[j]:=GA[i,j]；
If dist[j]<maxint Then path[j]:=[i]+[j] Else path[j]:=[ ]；
End；
For k:=1 To n-2 Do
Begin
w:=maxint；m:=i；
For j:=1 To n Do {求出第k个终点Vm}
If (s[j]=0) and (dist[j]<w) Then Begin m:=j；w:=dist[j]； End；
If m<>i Then s[m]:=1 else exit；
{若条件成立，则把Vm加入到S中，
否则退出循环，因为剩余的终点，其最短路径长度均为maxint，无需再计算下去}
For j:=1 To n Do {对s[j]=0的更优元素作必要修改}
If (s[j]=0) and (dist[m]+GA[m,j]<dist[j])
Then Begin Dist[j]:=dist[m]+GA[m,j]；path[j]:=path[m]+[j]；End；
End；
End；

（1）从一个顶点到其余各顶点的最短路径
对于一个含有n个顶点和e条边的图来说，从某个顶点vi到其余任一顶点vj的最短路径，可能是它们之间的边（vi，vj），也可能是经过k个中间点和k+1条边所形成的路径（1≤k ≤n-2）。
首先来分析Dijkstra的算法思想
设图G用邻接矩阵的方式存储在GA中，GA[I，j]=maxint表示vi，vj是不关联的，否则为权值（大于0的实数）。设集合S用来存储保存已求得最短路径的终点序号，初始时S=[vi]表示只有源点，以后每求出一个终点vj，就把它加入到集合中并作为新考虑的中间顶点。设数组dist[1..n]用来存储当前求得的最短路径，初始时vi，vj如果是关联的，则dist[j]等于权值，否则等于maxint，以后随着新考虑的中间顶点越来越多，dist[j]可能越来越小。再设一个与dist对应的数组path[1..n]用来存放当前最短路径的边，初始时vi到vj的边，如果不存在边则为空。
执行时，先从S以外的顶点（即待求出最短路径的终点）所对应的dist数组元素中，找出其值最小的元素（假设为dist[m]），该元素值就是从源点vi到终点vm的最短路径长度，对应的path[m]中的顶点或边的序列即为最短路径。接着把vm并入集合S中，然后以vm作为新考虑的中间顶点，对S以外的每个顶点vj，比较dist[m]+GA[i，j]与dist[j]的大小，若前者小，表明加入了新的中间顶点后可以得到更好的方案，即可求得更短的路径，则用它代替dist[j]，同时把vj或边（vm，vj）并入到path[j]中。重复以上过程n-2次，即可在dist数组中得到从源点到其余个终点的最短路径长度，对应的path数组中保存着相应的最短路径。
为了实现上的方便，用一个一维数组s[1..n]代替集合s，用来保存已求得最短路径的终点集合，即如果s[j]=0表示顶点vj不在集合中，反之，s[j]表示顶点vj已在集合中）。

Procedure dijkstra (GA,dist path,I)
begin
for j:= 1 to n do begin
if j<>I then s[j]:=0;{j不在集合中} else s[j]:=1;{j在集合中}；
dist[j]:=GA[I,J];
IF dist [j]<maxint {maxint为假设的一个足够大的数}
Then path [j]:=[I]+[j]
Else path[j]:=[ ];
End;
For k:= 1 to n-1 do begin w:=maxint;m:=I;
For j:= 1 to n do{求出第k个终点Vm}
if (s[j]=0)and(dist[j]<w) then begin m:=j;w:=dist[j];end;
If m<>I then s[m]:=1 else exit;{若条件成立，则把Vm加入到s中，否则退出循环，因为
剩余的终点，其最短路径长度均为maxint，无需再计算下去}
for j:=1 to n do {对s[j]=0的更优元素作必要修改}
if (s[j]=0)and (dist[m]+GA[m,j]<dist[j])
then begin
dist[j]:=dist[m]+GA[m,j];
path[j]:=path[m]+[j];
End;
End;
End;

用集合的思想：

for k:=1 to n-1 do
begin
wm:=max;j:=0;
for i:=1 to n do
if not(i in s)and(dist[i]<wm) then begin j:=i;wm:=dist[i];end;
s:=s+[j];
for i:=1 to n do
if not(i in s)and(dist[j]+cost[j,i]<dist[i]) then
begin dist[i]:=dist[j]+cost[j,i];path[i]:=path[j]+char(48+i);end;
end;

Answer 2

http://baike.baidu.com/view/7839.htm