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C语言实现图的最短路径Floyd算法

2020-01-26 13:49:41
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供稿:网友

Floyd算法直接使用二维数组求出所有顶点到所有顶点的最短路径。

D代表顶点到顶点的最短路径权值和的矩阵。
P代表对应顶点的最小路径的前驱矩阵。

以下程序在DEV C++中调试运行通过。

#include <stdio.h>             #define INFINITY 65535  typedef int VertexType; //顶点是字符型 typedef int EdgeType; //边是整型 typedef struct //图的邻接矩阵存储结构 {   VertexType vexs[9]; //顶点向量   EdgeType edges[9][9];  //邻接矩阵   int vexnum,arcnum; //图中当前的顶点数和边数  }MGraph;  /* 邻接矩阵的建立*/  void CreateGraph(MGraph *G) {   int i,j,k,weight;  int ch1,ch2;   printf("请输入顶点数和边数(输入格式为:顶点数,边数):");   scanf("%d,%d",&(G->vexnum),&(G->arcnum));   printf("请输入顶点名称(输入格式为:a,b,c...):");   for(i=0;i<G->vexnum;i++)  {   getchar();   scanf("%d",&(G->vexs[i]));  }     for(i=0;i<G->vexnum;i++)   for(j=0;j<G->vexnum;j++)    if(i==j)     G->edges[i][j]=0;    else     G->edges[i][j]=INFINITY;    printf("请输入每条边对应的两个顶点名称(输入格式为:a,b):/n");    for(k=0;k<G->arcnum;k++)   {    // getchar();    printf("请输入第%d条边的两个顶点名称:",k+1);    scanf("%d,%d",&ch1,&ch2);    for(i=0;ch1!=G->vexs[i];i++);    for(j=0;ch2!=G->vexs[j];j++);    getchar();    printf("请输入第%d条边的权值:",k+1);    scanf("%d",&weight);     G->edges[i][j]=weight;    G->edges[j][i]=weight;   }   }  void ShortestPath_Floyd(MGraph G,int P[9][9],int D[9][9]) {  int v,w,k;  for(v=0;v<G.vexnum;v++)//初始化D和P  {   for(w=0;w<G.vexnum;w++)   {    D[v][w]=G.edges[v][w];    P[v][w]=w;   }  }    for(k=0;k<G.vexnum;k++)  {   for(v=0;v<G.vexnum;v++)   {    for(w=0;w<G.vexnum;w++)    {     if(D[v][w]>(D[v][k]+D[k][w]))     {//如果经过下标为k顶点路径比原两点间路径更短,将当前两点间权值设为更小的一个     D[v][w]=D[v][k]+D[k][w];     P[v][w]=P[v][k];     }         }   }  } } void main() {  MGraph G;  CreateGraph(&G);  int i,j;  printf("edgesnum:%d/n",G.arcnum);  printf("vexesnum:%d/n",G.vexnum);  for(i=0;i<9;i++)  {   for(j=0;j<9;j++)    printf("%d ",G.edges[i][j]);   printf("/n");  }  int v,w,k;  int P[9][9];  int D[9][9];  printf("%d/n",P);  printf("%d/n",D);  ShortestPath_Floyd(G,P,D);  for(v=0;v<G.vexnum;v++)//显示路径  {   for(w=v+1;w<G.vexnum;w++)   {    printf("v%d-v%d weight:%d ",v,w,D[v][w]);    k=P[v][w];    printf("path:%d",v);    while(k!=w)    {     printf("->%d",k);     k=P[k][w];    }    printf("->%d/n",w);   }  } } 

运行结果如图所示。


整个算法的时间复杂度是O(n^3)。

在编写过程中遇到了以下错误:
在62行
[Error]subscripted value is neither array nor pointer nor vector

意思是
下标的值不是数组或指针或向量
当时我这一行是这样写的
void ShortestPath_Floyd(MGraph G,int** P,int** D)
因为在上一篇文章Dijkstra算法中一维数组作为函数参数是用的int*,没有问题
所以在这里二维数组我就想当然地用了int**
但是如果参数传入int**类型,在函数里就不能使用P[v][w]访问二维数组的值

编译器不能正确为它寻址,需要模仿编译器的行为把P[v][w]这样的式子手工转变为:

     *((int*)P + n*v + w);

所以在被调用函数中对形参数组定义时可以指定所有维数的大小,也可以省略第一维的大小说明
故改为void ShortestPath_Floyd(MGraph G,int P[9][9],int D[9][9])就可以编译通过。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持武林网。

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