Java实现Floyd算法的示例代码
目录
- 一 问题描述
- 二 代码
- 三 实现
一 问题描述
求节点0到节点2的最短路径。
二 代码
package graph.floyd; import java.util.Scanner; public class Floyd { static final int MaxVnum = 100; // 顶点数最大值 static final int INF = 0x3f3f3f3f; //无穷大 static final int dist[][] = new int[MaxVnum][MaxVnum]; // 最短距离 static final int p[][] = new int[MaxVnum][MaxVnum]; // 前驱数组 static final boolean flag[] = new boolean[MaxVnum]; // 如果 s[i] 等于 true,说明顶点 i 已经加入到集合 S ;否则顶点 i 属于集合 V-S static int locatevex(AMGraph G, char x) { for (int i = 0; i < G.vexnum; i++) // 查找顶点信息的下标 if (x == G.Vex[i]) return i; return -1; // 没找到 } static void CreateAMGraph(AMGraph G) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int i, j; char u, v; int w; System.out.println("请输入顶点数:"); G.vexnum = scanner.nextInt(); System.out.println("请输入边数:"); G.edgenum = scanner.nextInt(); System.out.println("请输入顶点信息:"); // 输入顶点信息,存入顶点信息数组 for (int k = 0; k < G.vexnum; k++) { G.Vex[k] = scanner.next().charAt(0); } //初始化邻接矩阵所有值为0,如果是网,则初始化邻接矩阵为无穷大 for (int m = 0; m < G.vexnum; m++) for (int n = 0; n < G.vexnum; n++) if (m != n) G.Edge[m][n] = INF; else G.Edge[m][n] = 0; // 注意m==n时,设置为 0 System.out.println("请输入每条边依附的两个顶点及权值:"); while (G.edgenum-- > 0) { u = scanner.next().charAt(0); v = scanner.next().charAt(0); w = scanner.nextInt(); i = locatevex(G, u);// 查找顶点 u 的存储下标 j = locatevex(G, v);// 查找顶点 v 的存储下标 if (i != -1 && j != -1) G.Edge[i][j] = w; //有向图邻接矩阵 else { System.out.println("输入顶点信息错!请重新输入!"); G.edgenum++; // 本次输入不算 } } } static void Floyd(AMGraph G) { // 用 Floyd 算法求有向网 G 中各对顶点 i 和 j 之间的最短路径 int i, j, k; for (i = 0; i < G.vexnum; i++) // 各对结点之间初始已知路径及距离 for (j = 0; j < G.vexnum; j++) { dist[i][j] = G.Edge[i][j]; if (dist[i][j] < INF && i != j) p[i][j] = i; // 如果 i 和 j 之间有弧,则将 j 的前驱置为 i else p[i][j] = -1; // 如果 i 和 j 之间无弧,则将 j 的前驱置为 -1 } for (k = 0; k < G.vexnum; k++) for (i = 0; i < G.vexnum; i++) for (j = 0; j < G.vexnum; j++) if (dist[i][k] + dist[k][j] < dist[i][j]) { // 从 i 经 k 到 j 的一条路径更短 dist[i][j] = dist[i][k] + dist[k][j]; // 更新dist[i][j] p[i][j] = p[k][j]; // 更改 j 的前驱 } } static void print(AMGraph G) { // 输出邻接矩阵 int i, j; for (i = 0; i < G.vexnum; i++) {//输出最短距离数组 for (j = 0; j < G.vexnum; j++) System.out.print(dist[i][j] + "\t"); System.out.println(); } System.out.println(); for (i = 0; i < G.vexnum; i++) {//输出前驱数组 for (j = 0; j < G.vexnum; j++) System.out.print(p[i][j] + "\t"); System.out.println(); } } static void DisplayPath(AMGraph G, int s, int t) { // 显示最短路径 if (p[s][t] != -1) { DisplayPath(G, s, p[s][t]); System.out.print(G.Vex[p[s][t]] + "-->"); } } public static void main(String[] args) { char start, destination; int u, v; AMGraph G = new AMGraph(); CreateAMGraph(G); Floyd(G); print(G); System.out.print("请依次输入路径的起点与终点的名称:"); Scanner scanner = new Scanner(System.in); start = scanner.next().charAt(0); destination = scanner.next().charAt(0); u = locatevex(G, start); v = locatevex(G, destination); DisplayPath(G, u, v); System.out.println(G.Vex[v]); System.out.println("最短路径的长度为:" + dist[u][v]); System.out.println(); } } class AMGraph { char Vex[] = new char[Floyd.MaxVnum]; int Edge[][] = new int[Floyd.MaxVnum][Floyd.MaxVnum]; int vexnum; // 顶点数 int edgenum; // 边数 }
三 实现
白色为输出,绿色为输入。
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