Python编写的最短路径算法_程序人生

Python编写的最短路径算法

admin

2023-07-31 00:38:01

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一心想学习算法，很少去真正静下心来去研究，前几天趁着周末去了解了最短路径的资料，用python写了一个最短路径算法。算法是基于带权无向图去寻找两个点之间的最短路径，数据存储用邻接矩阵记录。首先画出一幅无向图如下，标出各个节点之间的权值。

其中对应索引：

A ——> 0

B——> 1

C——> 2

D——>3

E——> 4

F——> 5

G——> 6

邻接矩阵表示无向图：

算法思想是通过Dijkstra算法结合自身想法实现的。大致思路是：从起始点开始，搜索周围的路径，记录每个点到起始点的权值存到已标记权值节点字典A，将起始点存入已遍历列表B，然后再遍历已标记权值节点字典A，搜索节点周围的路径，如果周围节点存在于表B，比较累加权值，新权值小于已有权值则更新权值和来源节点，否则什么都不做；如果不存在与表B，则添加节点和权值和来源节点到表A，直到搜索到终点则结束。

这时最短路径存在于表A中，得到终点的权值和来源路径，向上递推到起始点，即可得到最短路径，下面是代码：

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960

# -*-coding:utf-8 -*-class DijkstraExtendPath(): def __init__(self, node_map): self.node_map = node_map self.node_length = len(node_map) self.used_node_list = [] self.collected_node_dict = {} def __call__(self, from_node, to_node): self.from_node = from_node self.to_node = to_node self._init_dijkstra() return self._format_path() def _init_dijkstra(self): self.used_node_list.append(self.from_node) self.collected_node_dict[self.from_node] = [0, –1] for index1, node1 in enumerate(self.node_map[self.from_node]): if node1: self.collected_node_dict[index1] = [node1, self.from_node] self._foreach_dijkstra() def _foreach_dijkstra(self): if len(self.used_node_list) == self.node_length – 1: return for key, val in self.collected_node_dict.items(): # 遍历已有权值节点 if key not in self.used_node_list and key != to_node: self.used_node_list.append(key) else: continue for index1, node1 in enumerate(self.node_map[key]): # 对节点进行遍历 # 如果节点在权值节点中并且权值大于新权值 if node1 and index1 in self.collected_node_dict and self.collected_node_dict[index1][0] > node1 + val[0]: self.collected_node_dict[index1][0] = node1 + val[0] # 更新权值 self.collected_node_dict[index1][1] = key elif node1 and index1 not in self.collected_node_dict: self.collected_node_dict[index1] = [node1 + val[0], key] self._foreach_dijkstra() def _format_path(self): node_list = [] temp_node = self.to_node node_list.append((temp_node, self.collected_node_dict[temp_node][0])) while self.collected_node_dict[temp_node][1] != –1: temp_node = self.collected_node_dict[temp_node][1] node_list.append((temp_node, self.collected_node_dict[temp_node][0])) node_list.reverse() return node_listdef set_node_map(node_map, node, node_lstdef set_node_map(node_map, node, node_lڄ最短路径，数据存储用邻接矩阵记录。首先画出一幅无向图如下，标出各个节点之间的权值。