图（带权有向图）最短路径
不连通的边的权值为无限大的值，为一个定义好的最大值（因为要找最小的路径，权值为无限大不会被访问）
从起点出发，标志该起点为遍历过的，记录到每个点的路径值（遍历过的就不算）。直到所有的点都被作为了起点（遍历了）
数据结构：顶点，有向边,图
算法：初始化最小路径数组的值
循环{
从最小路径数组中获取当前顶点有向边的最小值的那个点和那个权值
获取当前点，当前边的值
更新当前点
更新最小路径（算法核心）
}
//有向边 public class DistPar { public int distance;//权值 public int parentVert;//父顶点 public DistPar(int pv,int d) { distance=d; parentVert=pv; } }
//图的顶点 public class Vertex { public char label;//顶点的标识符 public boolean isVisited;//顶点有无被访问的标志 public Vertex(char lab) {//初始化顶点(属性) label=lab; isVisited=false; } }
public class Graph { private final int MAX_VERTS=20;//最大顶点数 private final int INFINITY=1000000;//无限大的值，用于表示不连通的权值 private Vertex[] vertexList;//顶点数组 private int [][]adjMat;//顶点关系的领接矩阵(邻接矩阵的每行或者每列的位置跟顶点数组是对应的) private int nVerts;//当前顶点个数 private int nTree;//记录当前访问的顶点数量，控制循环 private DistPar [] sPath;//保存路径（即保存有向边的数组） private int currentnVert;//标志访问的当前顶点，该值为当前顶点索引值 private int startToCurrent;//标志到currentnVert点的边的权值 public Graph() {//初始化图 vertexList=new Vertex[MAX_VERTS]; //初始化顶点数组 adjMat=new int [MAX_VERTS][MAX_VERTS] ;//初始化邻接矩阵 for(int j=0;j<MAX_VERTS;j++) for(int i=0;i<MAX_VERTS;i++) adjMat[j][i]=INFINITY; nVerts=0;//初始化当前顶点个数 nTree=0; sPath=new DistPar[MAX_VERTS]; } //向顶点数组中添加顶点对象（lab为顶点对象的label属性值） public void addVertex(char lab) { vertexList[nVerts++]=new Vertex(lab);//建立lab对象，往数组内添加 } //添加边（向邻接矩阵中改变权值） public void addEdge(int start,int end,int weight) { //因为是有向图 adjMat[start][end]=weight; } //最短路径计算 public void path() { int startTree=0;//起始顶点为0 vertexList[startTree].isVisited=true; nTree=1; for(int j=0;j<nVerts;j++) {//访问当前顶点的邻接点 int tempDist=adjMat[startTree][j];//获取边的权值 sPath[j]=new DistPar(startTree,tempDist); //将有向边的存入数组中.起始点是startTree，权值是tempDist，放入数组的索引为j的位置 }//初始化sPath数组 //不断循环改变sPath数组的值 //找最短路径 //获取当前点之前需要比较，获取边权值最小的那个点 while(nTree<nVerts) {//需要遍历nVerts次，当nTree为0时，访问了一个顶点，当访问nVerts个时，nTree为nVerts-1 int indexMin=getMin();//在sPath（有向边数组）中获取权值最小的到达点 int minDist=sPath[indexMin].distance;//获取有向边的权值 if(minDist==INFINITY) {//因为如果在sPath数组中获取的最小的边值是无穷大，说明该图是不通的 System.out.println("不通"); break; }else { currentnVert=indexMin;//将该点又作为源点开始循环 startToCurrent=sPath[indexMin].distance;//有向边数组中的值是总距离 } vertexList[currentnVert].isVisited=true; nTree++; //更新最小路径数组(如果当前点的startToCurrent加上当前点到其他点的值小，就需要更新) adj_sPath(); } displayPath(); nTree=0; for(int j=0;j<nVerts;j++) vertexList[j].isVisited=false; } public void adj_sPath() { int column=1; while(column<nVerts) {//更新除了遍历过的顶点 if(vertexList[column].isVisited) { column++; continue; }//遍历过的顶点就不更新这条记录 int currentToFringe=adjMat[currentnVert][column];//终点是column int startToFringe=startToCurrent+currentToFringe;//startToCurrent为currentnVert点之前的距离 int sPathDist=sPath[column].distance; if(startToFringe<sPathDist) {//更新 sPath[column].parentVert=currentnVert; sPath[column].distance=startToFringe; } column++; } } //找到一个当前顶点的联通的点,而且是权值最小的边 public int getMin() { int minDist=INFINITY;//记录获取到的顶点的索引 int indexMin=0;//记录获取到的索引值 for(int j=1;j<nVerts;j++) {//在数组中找某个顶点 if(!vertexList[j].isVisited && sPath[j].distance<minDist) {//该顶点是没有被访问过的，而且权值是比minDist更小的 minDist=sPath[j].distance;//获取该值 indexMin=j;//获取该点的索引 } } return indexMin; } public void displayPath() { for(int j=0;j<nVerts;j++) {//遍历， System.out.print(vertexList[j].label+"=");//顶点标记 if(sPath[j].distance==INFINITY) {//查询顶点是否在sPath有边 System.out.print("没有"); }else { System.out.print(sPath[j].distance);//有的话就输出 } char parent=vertexList[sPath[j].parentVert].label;//查询该顶点的父顶点 System.out.println("("+parent+")"); } System.out.println(); } }
public class Test { public static void main(String[] agrs) { Graph theGraph=new Graph();//创建一个图 theGraph.addVertex('A');//添加顶点 theGraph.addVertex('B');//添加顶点 theGraph.addVertex('C');//添加顶点 theGraph.addVertex('D');//添加顶点 theGraph.addVertex('E');//添加顶点 theGraph.addEdge(0,1,50);//添加边 theGraph.addEdge(0,3,80);//添加边 theGraph.addEdge(1,2,60);//添加边 theGraph.addEdge(1,3,90);//添加边 theGraph.addEdge(2,4,40);//添加边 theGraph.addEdge(3,2,20);//添加边 theGraph.addEdge(3,4,70);//添加边 theGraph.addEdge(4,1,50);//添加边 theGraph.path(); } }
