图——Folyd算法——多源最短路径,可以解决负权值问题

该算法的主要思想是:利用动态绘规划的思想寻找给定的加权图中多源点之间的最短路径。每一次找到更小的路径都会更新在方阵中。

package graph.FloydAlgorithm;

public class Floyd {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] matrix =  {
                {0,-1,3,-1},
                {2,0,-1,-1},
                {-1,7,0,1},
                {6,-1,-1,0}
        };
        System.out.println("实现算法之前:");
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
            for (int j = 0; j < matrix.length; j++) {
                System.out.print(matrix[i][j]+" ");
            }
            System.out.println();
        }
        floyd(matrix);

        System.out.println("实现算法之后:");
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
            for (int j = 0; j < matrix.length; j++) {
                System.out.print(matrix[i][j]+" ");
            }
            System.out.println();
        }
    }

    public static void floyd(int[][] matrix){
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
            for (int j = 0; j < matrix.length; j++) {
                for (int k = 0; k < matrix.length; k++) {
                    if(matrix[j][i]!=-1&&matrix[i][k]!=-1){
                        if(matrix[j][k]>matrix[j][i]+matrix[i][k]||matrix[j][k]==-1){
                            matrix[j][k] = matrix[j][i]+matrix[i][k];
                        }
                    }

                }
            }
        }
    }
}

Floyd算法与Dijkstra算法的不同

  1. Floyd算法是求任意两点之间的距离,是多源最短路,而Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是求一个顶点到其他所有顶点的最短路径,是单源最短路。
  2. Floyd算法属于动态规划,我们在写核心代码时候就是相当于推dp状态方程,Dijkstra(迪杰斯特拉)算法属于贪心算法。
  3. Dijkstra(迪杰斯特拉)算法时间复杂度一般是o(n2),Floyd算法时间复杂度是o(n3),Dijkstra(迪杰斯特拉)算法比Floyd算法块。
  4. Floyd算法可以算带负权的,而Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是不可以算带负权的。并且Floyd算法不能算负权回路。
好的,以下是一份使用Floyd算法最短路径的C语言代码示例: ```c #include <stdio.h> #define MAX_NODE 100 // 最大节点数 #define INF 99999999 // 无穷大 int graph[MAX_NODE][MAX_NODE]; // 存储的邻接矩阵 int path[MAX_NODE][MAX_NODE]; // 存储路径 // Floyd算法最短路径 void floyd(int n) { int i, j, k; // 初始化路径和距离矩阵 for (i = 1; i <= n; i++) { for (j = 1; j <= n; j++) { path[i][j] = -1; if (i == j) { graph[i][j] = 0; } } } // Floyd算法核心代码 for (k = 1; k <= n; k++) { for (i = 1; i <= n; i++) { for (j = 1; j <= n; j++) { if (graph[i][j] > graph[i][k] + graph[k][j]) { graph[i][j] = graph[i][k] + graph[k][j]; path[i][j] = k; } } } } } // 输出最短路径 void print_path(int start, int end) { if (path[start][end] == -1) { printf("%d", start); } else { print_path(start, path[start][end]); printf(" -> %d", path[start][end]); print_path(path[start][end], end); } } int main() { int n, m, i, j, u, v, w; printf("请输入节点数和边数:"); scanf("%d%d", &n, &m); // 初始化邻接矩阵 for (i = 1; i <= n; i++) { for (j = 1; j <= n; j++) { if (i == j) { graph[i][j] = 0; } else { graph[i][j] = INF; } } } // 读入边权值 printf("请输入边的起点,终点和权值:\n"); for (i = 1; i <= m; i++) { scanf("%d%d%d", &u, &v, &w); graph[u][v] = w; } // Floyd算法最短路径 floyd(n); // 输出最短路径 printf("请输入起点和终点:"); scanf("%d%d", &u, &v); printf("最短路径为:"); print_path(u, v); printf("\n"); return 0; } ``` 在这个示例中,我们使用邻接矩阵来存储,并使用Floyd算法来求出最短路径。该算法的时间复杂度为O(n^3),适用于节点数较少的情况。
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