我正在尝试实现Dijkstra算法,以便从一个顶点到另一个顶点获得最短且最便宜的路径,而不是所有顶点。该图是使用随机连续节点随机构建的。
但要么我得到负成本,要么两种方法的路径,最便宜和最短,是相同的。 我试图通过使用相同的方法找到两个结果,因为最短路径只是忽略权重。这是由布尔变量控制的。
Dijkstra - 班级:
public class Dijkstra {
private Graph graph;
private int[] distance;
private boolean[] visited;
private int[] parents;
private int startNode;
private int endNode;
public Dijkstra(Graph graph, int startNode, int endNode) {
this.graph = graph;
distance = new int[graph.getAdjList().length];
visited = new boolean[graph.getAdjList().length];
parents = new int[graph.getAdjList().length];
this.startNode = startNode;
this.endNode = endNode;
}
public void findPath(boolean isUnweighted) {
if (endNode == startNode) {
System.out.println(
"Starting node " + startNode + " and target node " + endNode + " are identical.");
return;
}
System.out.println("Starting node: " + startNode);
System.out.println("Target node: " + endNode);
int[][] adjList = graph.getAdjList();
int[][] graphForPathFinding = new int[adjList.length][adjList.length];
if (isUnweighted) {
// set all weights to 1
graphForPathFinding = convertGraphToUnweighted(graphForPathFinding);
} else
graphForPathFinding = adjList;
// initialize
for (int i = 0; i < adjList.length; i++) {
parents[i] = Integer.MAX_VALUE;
visited[i] = false;
distance[i] = Integer.MAX_VALUE;
}
distance[startNode] = 0;
for (int i = 0; i < graphForPathFinding.length; i++) {
int nextNode = getMinDistance();
if (nextNode == -1) { // no path found
System.out.println(
"No path found between " + startNode + " and " + endNode);
return;
}
visited[nextNode] = true;
parents[i] = nextNode;
if (nextNode == endNode) {
printResults();
return; // target node reached
}
int[] neighbors = graph.getNeighbors(nextNode);
for (int j = 0; j < neighbors.length; j++) {
if (!visited[j] && neighbors[j] > 0 && distance[nextNode] !=
Integer.MAX_VALUE
&& distance[nextNode] + neighbors[j] < distance[j])
distance[j] = distance[nextNode] + neighbors[j];
}
}
}
private int getMinDistance() {
int min = Integer.MAX_VALUE;
int min_index = -1;
for (int i = 0; i < graph.getAdjList().length; i++) {
if (visited[i] == false && distance[i] <= min) {
min = distance[i];
min_index = i;
}
}
return min_index;
}
private int[][] convertGraphToUnweighted(int[][] graphForConverting) {
for (int i = 0; i < graph.getAdjList().length; i++) {
for (int j = 0; j < graph.getAdjList()[i].length; j++) {
//if (graph.getAdjList()[i][j] > 0) {
graphForConverting[i][j] = 1;
// }
}
}
return graphForConverting;
}
private void printResults() {
int weight = 0;
int steps = 0;
System.out.println("Pfad: ");
for(int i = endNode; i>=0; i--){
if(parents[i] < Integer.MAX_VALUE){
System.out.print(parents[i] + " ");
steps++;
weight += graph.getAdjList()[i][parents[i]];
}
}
System.out.println();
System.out.println("Number of nodes: " + steps);
System.out.println("Weight: " + weight);
}
}
图表 - 类getNeighbors
public int[] getNeighbors(int node){
int neighborCount = 0;
for(int i = 0; i < adjList[node].length; ++i)
if(adjList[node][i] > 0)
++neighborCount;
int[] neighbours = new int[neighborCount];
neighborCount = 0;
for(int i = 0; i < adjList[node].length; ++i)
if(adjList[node][i] > 0)
neighbours[neighborCount++] = i;
return neighbours;
}
主要方法:
public static void main(String[] args) {
int startNode = rnd.nextInt(graph.getAdjList().length);
int endNode = rnd.nextInt(graph.getAdjList().length);
Dijkstra d = new Dijkstra(graph, startNode, endNode);
System.out.println("Shortest path:");
d.findPath(true); // true = unweighted, false = weighted
System.out.println();
System.out.println("Cheapest path:");
d.findPath(false);
}
答案 0 :(得分:2)
好的,我花了一些时间来弄清楚你的算法为什么以及如何被破坏,因为有很多错误:
<强> 1。 getMinDistance()错误
在这种方法中,你试图找到下一个访问最便宜的节点,这是正确的想法,但实现是错误的。首先,您要考虑图中的所有节点,而不仅仅是您当前访问的节点的邻居,其次使用distance
数组来查找成本。但是在那里,所有未访问节点的值都是Integer.MAX_VALUE
,因此该方法将始终选择索引最高的节点。
<强> 2。您使用的是错误的附属列表
对于最短路径,您正在创建原始邻接列表的修改副本,但之后您没有使用它。
第3。您修改的Adjancency List错误
在为最短路径创建修改后的副本时,您将值设置为1
,而不是1
哪里有边缘,Integer.MAX_VALUE
用于其他所有内容(实际上您应该使用{在这种情况下{1}}并在您的代码中检查它。否则您的算法将说明断开的节点之间存在路径。
<强> 4。这不是Dijkstra
我花了一段时间才看到这一点,因为有时你会得到正确的结果,但这不是Dijkstra's Algorithm。要正确实现它,您需要一个优先级队列或一些其他机制来跟踪距离并获得最小值。你试着用你的getMinDistance&#39;方法,但这种方法是错误的,因为你考虑了图中的所有节点,而不仅仅是队列中的那些节点。
有关代码的固定版本,请参阅下文。你应该尝试自己重新实现它,但是因为我现在已经拥有了它...
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