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Bellman-Ford算法

时间:2014-01-21 23:40:03      阅读:594      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]
bubuko.com,布布扣
  1 #include<stdio.h>
  2 #define max 0xffffff
  3 int g[20001][20001];    //图的邻接矩阵
  4 int dist[20001];
  5 int n;//顶点个数
  6 int m;//边个数
  7 struct Edge
  8 {
  9     int u, v, w;    //边:起点、终点、权值
 10 };
 11 Edge e[200001];
 12 bool bellman_ford(int n)//bellman-ford算法
 13 {
 14     int i, k, t,j;
 15     for(i=0;i<n;i++)
 16         dist[i]=g[0][i];//初始化
 17     for(i=1;i<=n-1;i++)
 18     {
 19 
 20     /*假设第k条边的起点是u,终点是v,以下循环考虑第k条边是否会使得源点v0到v的
 21         最短距离缩短,即判断dist[edges[k].u] + edges[k].w < dist[edges[k].v] 是否成立*/
 22         for(j=0;j<n;j++)
 23         {
 24             printf("%d ",dist[j]);
 25         }
 26        printf("\n");
 27         for(k=1;k<=m;k++)
 28         {
 29             t=dist[e[k].u]+e[k].w;
 30             if(dist[e[k].u]<max&&t<dist[e[k].v])
 31             {
 32                 dist[e[k].v] = t;
 33             }
 34         }
 35     }
 36     /*以下是检查,若还有更新则说明存在无限循环的负值回路*/
 37     for(k = 0; k < m; k ++)
 38     {
 39         if(dist[e[k].u] != max &&dist[e[k].u] + e[k].w < dist[e[k].v])
 40         {
 41             return false;
 42         }
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 44     return true;
 45 }
 46 
 47 int main()
 48 {
 49     scanf("%d %d",&n,&m);
 50     int i,j;
 51     for(i=0;i<n;i++)
 52     {
 53         for(j=0;j<n;j++)
 54             g[i][j]=max;
 55         g[i][i]=0;
 56     }
 57     for(i=1;i<=m;i++)
 58     {
 59         int a,b,c;
 60         scanf("%d %d %d",&a,&b,&c);
 61         e[i].u=a;
 62         e[i].v=b;
 63         e[i].w=c;
 64         g[a][b]=c;
 65     }
 66     for(i=0;i<n;i++)
 67     {
 68         for(j=0;j<n;j++)
 69             printf("%d ",g[i][j]);
 70         printf("\n");
 71     }
 72     bellman_ford(n);
 73     for(i=0;i<n;i++)
 74     {
 75         printf("%d\n",dist[i]);
 76     }
 77 
 78     return 0;
 79 }
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 97 Press any key to continue
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100 */
View Code
Bellman-Ford算法:
为了能够求解边上带有负值的单源最短路径问题,Bellman(贝尔曼)和Ford(福特)提出了从源点逐次绕过其他顶点,以缩短到达终点的最短路径长度的方法。
 
 
Bellman-Ford算法思想
 
Bellman-Ford算法构造一个最短路径长度数组序列dist 1 [u], dist 2 [u], …, dist n-1 [u]。其中:
vdist 1 [u]为从源点v到终点u的只经过一条边的最短路径长度,并有dist 1 [u] =Edge[v][u];
vdist 2 [u]为从源点v最多经过两条边到达终点u的最短路径长度;
vdist 3 [u]为从源点v出发最多经过不构成负权值回路的三条边到达终点u的最短路径长度;

……

vdist n-1 [u]为从源点v出发最多经过不构成负权值回路的n-1条边到达终点u的最短路径长度;
算法的最终目的是计算出dist n-1 [u],为源点v到顶点u的最短路径长度。
 
 
ü采用递推方式计算 dist k [u]。
v设已经求出 dist k-1 [u] , u = 0, 1, …, n-1,此即从源点v最多经过不构成负权值回路的k-1条边到达终点u的最短路径的长度。
v从图的邻接矩阵可以找到各个顶点j到达顶点u的距离Edge[j][u],计算min{ dist k-1 [j] + Edge[j][u] } ,可得从源点v绕过各个顶点,最多经过不构成负权值回路的k条边到达终点u的最短路径的长度。
v比较dist k-1 [u]和min{ dist k-1 [j] + Edge[j][u] } ,取较小者作为dist k [u]的值。
 

递推公式(求顶点u到源点v的最短路径):

dist 1 [u] = Edge[v][u]

dist k [u] = min{ dist k-1 [u], min{ dist k-1 [j] + Edge[j][u] } }, j=0,1,…,n-1,j≠u

 

bubuko.com,布布扣
struct Edge
{
    int u, v, w;    //边:起点、终点、权值
};
Edge e[10001];
void bellman_ford(int n)//bellman-ford算法
{
    int i, k, t;
    for(i=1;i<=n;i++)
        dist[i]=g[1][i];//初始化
    for(i=2;i<=n;i++)
    {
        for(k=1;k<=m;k++)
        {
            t=dist[e[k].u]+e[k].w;
            if(dist[e[k].u]<max&&t<dist[e[k].v])
            {
                dist[e[k].v] = t;
            }
        }
    }
}
bubuko.com,布布扣

 

bubuko.com,布布扣

代码实现:
bubuko.com,布布扣
  1 #include<stdio.h>
  2 #define max 0xffffff
  3 int g[20001][20001];    //图的邻接矩阵
  4 int dist[20001];
  5 int n;//顶点个数
  6 int m;//边个数
  7 struct Edge
  8 {
  9     int u, v, w;    //边:起点、终点、权值
 10 };
 11 Edge e[200001];
 12 bool bellman_ford(int n)//bellman-ford算法
 13 {
 14     int i, k, t,j;
 15     for(i=0;i<n;i++)
 16         dist[i]=g[0][i];//初始化
 17     for(i=1;i<=n-1;i++)
 18     {
 19 
 20     /*假设第k条边的起点是u,终点是v,以下循环考虑第k条边是否会使得源点v0到v的
 21         最短距离缩短,即判断dist[edges[k].u] + edges[k].w < dist[edges[k].v] 是否成立*/
 22         for(j=0;j<n;j++)
 23         {
 24             printf("%d ",dist[j]);
 25         }
 26        printf("\n");
 27         for(k=1;k<=m;k++)
 28         {
 29             t=dist[e[k].u]+e[k].w;
 30             if(dist[e[k].u]<max&&t<dist[e[k].v])
 31             {
 32                 dist[e[k].v] = t;
 33             }
 34         }
 35     }
 36     /*以下是检查,若还有更新则说明存在无限循环的负值回路*/
 37     for(k = 0; k < m; k ++)
 38     {
 39         if(dist[e[k].u] != max &&dist[e[k].u] + e[k].w < dist[e[k].v])
 40         {
 41             return false;
 42         }
 43     }
 44     return true;
 45 }
 46 
 47 int main()
 48 {
 49     scanf("%d %d",&n,&m);
 50     int i,j;
 51     for(i=0;i<n;i++)
 52     {
 53         for(j=0;j<n;j++)
 54             g[i][j]=max;
 55         g[i][i]=0;
 56     }
 57     for(i=1;i<=m;i++)
 58     {
 59         int a,b,c;
 60         scanf("%d %d %d",&a,&b,&c);
 61         e[i].u=a;
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 66     for(i=0;i<n;i++)
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 69             printf("%d ",g[i][j]);
 70         printf("\n");
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 72     bellman_ford(n);
 73     for(i=0;i<n;i++)
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 75         printf("%d\n",dist[i]);
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Bellman-Ford算法

原文:http://www.cnblogs.com/zeze/p/belflod.html

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