gis计算最短路径的Dijkstra算法详细讲解
Dijkstra算法原理详细讲解
Dijkstra算法原理详细讲解
Dijkstra算法是图论中的一种贪心算法，用于求解最短路径问题。
该算法的贪心策略是：每次选择当前距离起点最近的节点作为中间节点，并更新起点到其它节点的距离。
通过不断选择距离起点最近的节点，并逐步更新起点到各个节点的距离，最终得到起点到终点的最短路径。
Dijkstra算法的具体实现包括以下几个步骤：
1. 初始化：将起点到各个节点的距离记为无穷大或者一个较大的值，将起点到自己的距离记为0。
2. 选择当前距离起点最近的节点作为中间节点。
这个过程可以通过维护一个距离起点最近的节点集合来实现，初始时集合中只包含起点。
3. 更新起点到与中间节点相邻的节点的距离，即对于每个与中间节点相邻的节点，如果从起点到中间节点的距离加上中间节点到该节点的距离小于起点到该节点的距离，则更新起点到该节点的距离为从起点到中间节点的距离加上中间节点到该节点的距离。
4. 重复步骤2和步骤3，直到起点到终点的距离不再更新。
5. 最终得到起点到终点的最短路径。
Dijkstra算法的时间复杂度为O(N^2)，其中N为节点的数目。
如果使用优先队列来维护距离起点最近的节点集合，则算法的时间复杂度可以降为O(NlogN)，但是实际应用中优先队列的实现可能较为复杂。
Dijkstra算法可以用于有向图和无向图，但是不能处理带有负权边的图。
如果图中存在负权边，则可以使用Bellman-Ford算法来求解最短路径。
postgis数据库的最短路径方法
postgis数据库的最短路径方法
在PostGIS数据库中，最短路径问题通常使用Dijkstra算法或A算法来解决。
这些算法可以在PostGIS的路径搜索函数中使用。
1. Dijkstra算法：Dijkstra算法是一种用于在图形中找到最短路径的算法。
在PostGIS中，可以使用`pgr_dijkstra`函数来计算最短路径。
该函数接受起点和终点的几何数据，以及一个包含道路信息的几何数据表作为参数，并返回最短路径的结果。
2. A算法：A算法是一种启发式搜索算法，它结合了最佳优先搜索和Dijkstra算法的优点。
在PostGIS中，可以使用`pgr_astar`函数来计算最短路径。
该函数的使用方式和`pgr_dijkstra`类似，但它使用了A算法来计算最短路径。
无论使用哪种算法，都需要提供起点和终点的几何数据，以及包含道路信息的几何数据表。
这些数据可以通过查询数据库或从地图服务中获取。
在计算最短路径时，还需要指定道路的权重（例如长度、时间等），以便算法能够根据这些权重计算出最短路径。
需要注意的是，计算最短路径可能需要大量的计算资源和时间，特别是在大型地图上。
因此，在使用这些算法时应该考虑到性能和效率的问题，并采取适当的优化措施。
最短路径dijkstra算法流程
最短路径dijkstra算法流程最短路径算法是计算在带权有向图或者无向图中起点到所有其他点最短路径的一种算法，其中最短路径指的是边权值之和最少的路径。
目前最常用的算法是Dijkstra算法，它是由荷兰计算机科学家Edsger W. Dijkstra于1959年提出的。
下面将介绍Dijkstra算法的流程。
1. 初始化首先，需要将起点到每个点的最短距离都初始化为无穷大，除了起点自己的最短距离为0。
其中，起点是指算法的起点节点。
同时，需要创建一个集合S，用于记录已经确定了最短距离的点。
2. 找出未确定最短路径的节点中最小的距离，并将其标记为已确定最短路径在第一步中，只有起点节点的最短距离是确定的。
接下来，在集合S中找出剩余未确定最短路径的节点中距离最小的节点u，并将其标记为已经确定了最短路径。
在第一次执行该步骤时，节点u即为起点节点。
3. 更新最短距离将节点u所有邻居的距离进行更新。
假设节点v是节点u的邻居，其距离为d(u,v)，则：如果 d(u,v) + dist(u) < dist(v)，则更新节点v的最短距离为d(u,v) + dist(u)，其中dist(u)表示起点节点到节点u的最短距离。
重复执行上述步骤，直到集合S中包含所有节点。
4. 输出每个节点的最短距离执行完第三步之后，每个节点的最短距离都已经确定。
此时，可以输出每个节点的最短距离。
以上就是Dijkstra算法的流程。
此外，这个算法还可以通过堆优化来提高效率。
具体来说，可以将还未确定最短距离的节点按照距离从小到大存储在堆中，每次取出堆中距离最小的节点。
（这部分由于是在原算法的基础之上的优化模型，所以该模型不友好于百科网站的格式要求，如果您有需要，也可以决定不包括，并以此作为描述结尾）总的来说，Dijkstra算法是求解最短路径问题的有效方法之一。
它适用于只有正权边的有向或者无向图，并且能够计算出起点到所有其他节点的最短路径。
因此，它可以用于路线规划、制订地图等应用情景中。
简述dijkstra算法原理
简述dijkstra算法原理Dijkstra算法是一种用于寻找最短路径的算法,通常用于网络规划和搜索引擎等领域。
该算法的基本思想是将节点的度数图转换为度数图的优化,以最小化图中所有节点之间的最短距离。
Dijkstra算法的基本流程如下:1. 初始化:将起点到起点的最短距离设置为0,其他节点的度数设置为0。
2. 遍历:从起点开始,依次将相邻的未服务的节点加入集合中。
每个节点都将其度数加1,并将其连接到已服务集合中最小的节点。
3. 计算:计算每个节点到所有其他节点的最短距离。
4. 更新:更新集合中所有节点的度数和连接它们的最短距离。
5. 重复步骤2到步骤4,直到集合为空。
Dijkstra算法的时间复杂度为O(ElogE),其中E是节点数。
该算法的优点是简单易懂,并且可以处理大规模数据集。
除了基本的Dijkstra算法外,还有许多变种,如Dijkstra算法的优化版本,用于处理有向图中的最短路径,以及基于贪心算法的优化版本。
这些变种可以用于不同的应用场景,并提供更高的效率和更好的性能。
拓展:Dijkstra算法的应用非常广泛,包括搜索引擎、路由协议、网络规划、路径查找和图论等领域。
例如,在搜索引擎中,Dijkstra算法可以用于查找最短路径,以确定搜索查询的正确路径。
在路由协议中,Dijkstra算法可以用于确定到达目的地的最佳路径。
在网络规划中,Dijkstra算法可以用于建立网络拓扑结构,以最小化图中所有节点之间的通信距离。
除了计算最短路径外,Dijkstra算法还可以用于其他任务,如找到最短路径中的最大公约数、最小生成树等。
Dijkstra算法的优化版本可以用于处理有向图中的最短路径,并提供更高的效率和更好的性能。
此外,Dijkstra算法的变种可以用于不同的应用场景,以满足不同的需求。
最短路径dijkstra算法过程
最短路径dijkstra算法过程
Dijkstra算法是一种用于解决最短路径问题的经典算法，其过
程如下：
1. 创建一个距离表，记录从起始节点到每个节点的距离。
初始时，除了起始节点，其他节点的距离被设置为无穷大，起始节点的距离被设置为0。
2. 创建一个集合Q，用于存放还未被访问的节点。
3. 在集合Q中找到距离最小的节点v并将其从集合Q中移除。
如果没有找到，则说明所有节点已被访问完毕，算法结束。
4. 遍历节点v的所有邻居节点u，对于每个邻居节点u，更新
其距离表中的距离。
如果通过节点v可以获得比原先距离更短的路径，则更新距离。
5. 重复步骤3和步骤4，直到集合Q为空。
6. 返回距离表，其中记录了从起始节点到其他节点的最短距离。
需要注意的是，在实现过程中，需要使用一个优先队列来快速找到集合Q中距离最小的节点v，以提高算法的效率。
以上就是Dijkstra算法的基本过程。
通过不断更新距离表，算
法可以找到从起始节点到其他节点的最短路径。
dijkstra最短路径算法详解
dijkstra最短路径算法详解
Dijkstra最短路径算法是一种常用的图算法，用于求解带权图中的单源最短路径问题，即从一个固定的源节点到图中的其他节点的最
短路径。
以下是详细的算法步骤：
1. 初始化
一开始，将源节点的距离设为0，其余节点的距离设置为正无穷，在未访问的节点集合中把源节点压入堆中。
2. 确定最短路径
从堆中取出未访问节点集合中距离源节点最近的节点v，标记其
为已访问。
之后，对于v的邻居节点w，计算从源节点到v再到w的距离，如果经过v的路径比已经计算得到的路径短，则更新路径。
更新
后的距离先暂时放入堆中，如果后边有更短的路径，则更新。
3. 重复第2步
重复第2步，直到取出的节点为终点节点，或者堆为空。
4. 算法结束
算法结束后，各节点的距离就是从源节点到它们的最短距离。
Dijkstra算法的复杂度是O(NlogN)，其中N是节点个数。
其优
势在于只需要算一次即可得到所有最短路径，但是要求所有边的权值
必须非负，否则会导致算法不准确。
总之，Dijkstra算法是一种简单有效的最短路径算法，其实现也比较直观。
在处理如飞机和火车等交通路径规划问题中有较好的应用。
一步一步深入理解Dijkstra算法
⼀步⼀步深⼊理解Dijkstra算法先简单介绍⼀下最短路径：最短路径是啥？就是⼀个带边值的图中从某⼀个顶点到另外⼀个顶点的最短路径。
官⽅定义：对于内⽹图⽽⾔，最短路径是指两顶点之间经过的边上权值之和最⼩的路径。
并且我们称路径上的第⼀个顶点为源点，最后⼀个顶点为终点。
由于⾮内⽹图没有边上的权值，所谓的最短路径其实是指两顶点之间经过的边数最少的路径。
我们时常会⾯临着对路径选择的决策问题，例如在中国的⼀些⼀线城市如北京、上海、⼴州、深圳等，⼀般从A点到到达B点都要通过⼏次地铁、公交的换乘才可以到达。
有些朋友想⽤最短对的时间，有些朋友想花最少的⾦钱，这就涉及到不同的⽅案，那么如何才能最快的计算出最佳的⽅案呢？最短路径求法在⽹图和⾮⽹图中，最短路径的含义是不同的。
⽹图是两顶点经过的边上权值之和最少的路径。
⾮⽹图是两顶点之间经过的边数最少的路径。
我们把路径起始的第⼀个顶点称为源点，最后⼀个顶点称为终点。
关于最短路径的算法，我们会介绍以下算法：迪杰斯特拉算法（Dijkstra）求V0到V8的最短路径你找到了吗好了，我想你⼤概明⽩了，这个迪杰斯特拉算法是如何⼯作的。
它并不是⼀下⼦就求出了V0到V8的最短路径，⽽是⼀步步求出它们之间顶点的最短路径，过程中都是基于已经求出的最短路径的基础上，求得更远顶点的最短路径，最终得到你要的结果。
迪杰斯特拉(Dijkstra)算法1. 迪杰斯特拉(Dijkstra)算法简介迪杰斯特拉（dijkstra）算法是典型的⽤来解决最短路径的算法，也是很多教程中的范例，由荷兰计算机科学家狄克斯特拉于1959年提出，⽤来求得从起始点到其他所有点最短路径。
该算法采⽤了贪⼼的思想，每次都查找与该点距离最近的点，也因为这样，它不能⽤来解决存在负权边的图。
解决的问题⼤多是这样的：有⼀个⽆向图G(V,E)，边E[i]的权值为W[i]，找出V[0]到V[i]的最短路径。
2.迪杰斯特拉算法的原理(附上⼩图⼀张)①⾸先，引⼊⼀个辅助向量D，它的每个分量D[i]表⽰当前所找到的 Dijkstra算法运⾏动画过程 Dijkstra算法运⾏动画过程从起始点（即源点）到其它每个顶点的长度。
最短路dijkstra算法详解
最短路dijkstra算法详解最短路问题是图论中的一个经典问题，其目标是在给定图中找到从一个起点到其他所有节点的最短路径。
Dijkstra算法是解决最短路问题的一种常用算法，本文将详细介绍Dijkstra算法的原理、实现以及时间复杂度等相关内容。
一、Dijkstra算法的原理Dijkstra算法是一种贪心算法，其基本思想是从起点开始，逐步扩展到其他节点。
具体而言，Dijkstra算法通过维护一个集合S来记录已经找到了最短路径的节点，以及一个数组dist来记录每个节点到起点的距离。
初始时，S集合为空，dist数组中除了起点外所有节点都被初始化为无穷大。
接下来，重复以下步骤直到所有节点都被加入S集合：1. 从dist数组中选择距离起点最近的未加入S集合的节点u；2. 将u加入S集合；3. 更新与u相邻的未加入S集合的节点v的距离：如果从起点出发经过u可以得到更短的路径，则更新v对应位置上dist数组中存储的值。
重复以上步骤直至所有节点都被加入S集合，并且dist数组中存储了每个节点到起点的最短距离。
最后，根据dist数组中存储的信息可以得到起点到任意节点的最短路径。
二、Dijkstra算法的实现在实现Dijkstra算法时，需要使用一个优先队列来维护未加入S集合的节点，并且每次从队列中选择距离起点最近的节点。
由于C++标准库中没有提供优先队列，因此需要手动实现或者使用第三方库。
以下是一个基于STL堆实现的Dijkstra算法代码示例：```c++#include <iostream>#include <vector>#include <queue>using namespace std;const int INF = 0x3f3f3f3f;vector<pair<int, int>> adj[10001];int dist[10001];void dijkstra(int start) {priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int>>> pq;pq.push(make_pair(0, start));dist[start] = 0;while (!pq.empty()) {int u = pq.top().second;pq.pop();for (auto v : adj[u]) {if (dist[u] + v.second < dist[v.first]) {dist[v.first] = dist[u] + v.second;pq.push(make_pair(dist[v.first], v.first));}}}}int main() {int n, m, start;cin >> n >> m >> start;for (int i = 1; i <= n; i++) {dist[i] = INF;}for (int i = 1; i <= m; i++) {int u, v, w;cin >> u >> v >> w;adj[u].push_back(make_pair(v, w));}dijkstra(start);for (int i = 1; i <= n; i++) {if (dist[i] == INF) {cout << "INF" << endl;} else {cout << dist[i] << endl;}}return 0;}```以上代码中，adj数组用于存储图的邻接表，dist数组用于存储每个节点到起点的最短距离。
离散数学 最短路径dijkstra算法
离散数学是数学的一个分支，研究离散对象和不连续对象的数量关系及其结构的数学学科。
离散数学对于计算机科学和信息技术领域有着重要的应用，其中最短路径dijkstra算法是离散数学中的一个重要算法，它被广泛应用于计算机网络、交通规划、电路设计等领域，在实际应用中发挥着重要的作用。
一、最短路径dijkstra算法的基本原理最短路径dijkstra算法是由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·达斯提出的，用于解决带权图中的单源最短路径问题。
该算法的基本原理是：从一个源点出发，按照权值递增的顺序依次求出到达其它各个顶点的最短路径。
具体来说，最短路径dijkstra算法的实现步骤如下：1. 初始化：将源点到图中各个顶点的最短路径估计值初始化为无穷大，将源点到自身的最短路径估计值初始化为0；2. 确定最短路径：从源点开始，选择一个离源点距离最近的未加入集合S中的顶点，并确定从源点到该顶点的最短路径；3. 更新距离：对于未加入集合S中的顶点，根据新加入集合S中的顶点对其进行松弛操作，更新源点到其它顶点的最短路径的估计值；4. 重复操作：重复步骤2和步骤3，直到集合S中包含了图中的所有顶点为止。
二、最短路径dijkstra算法的实现最短路径dijkstra算法的实现可以采用多种数据结构和算法，比较常见的包括邻接矩阵和邻接表两种表示方法。
在使用邻接矩阵表示图的情况下，最短路径dijkstra算法的时间复杂度为O(n^2)，其中n表示图中顶点的个数；而在使用邻接表表示图的情况下，最短路径dijkstra 算法的时间复杂度为O(nlogn)。
三、最短路径dijkstra算法的应用最短路径dijkstra算法可以应用于计算机网络中路由选择的最短路径计算、交通规划中的最短路径选择、电路设计中的信号传输最短路径计算等领域。
在实际应用中，最短路径dijkstra算法通过寻找起始点到各个顶点的最短路径，为网络通信、交通规划、电路设计等问题提供有效的解决方案。
最短路径dijkstra算法例题
最短路径dijkstra算法例题最短路径问题是图论中的一个重要问题，它的解决方法有很多种，其中最著名的算法之一就是Dijkstra算法。
本文将介绍Dijkstra算法的基本思想和实现过程，并通过一个例题来展示其具体应用。
一、Dijkstra算法的基本思想Dijkstra算法是一种贪心算法，它以起点为中心向外扩展，每次选择当前距离起点最短的点作为下一个扩展点，并更新其周围节点到起点的距离。
这个过程不断重复直至所有节点都被扩展完毕。
具体实现时，可以使用一个数组dist来存储每个节点到起点的距离，初始时所有节点到起点的距离都设为无穷大（表示不可达），起点到自己的距离设为0。
同时还需要使用一个visited数组来记录每个节点是否已经被扩展过。
在每次扩展时，从未被扩展过且与当前扩展节点相邻的节点中选择距离起点最短的节点作为下一个扩展节点，并更新其周围节点到起点的距离。
这个过程可以使用优先队列来实现。
二、Dijkstra算法实现例题下面我们通过一个例题来演示Dijkstra算法的具体实现过程。
例题描述：给定一个有向带权图，求从起点s到终点t的最短路径。
解题思路：根据Dijkstra算法的基本思想，我们可以使用一个优先队列来实现。
具体实现步骤如下：1. 初始化dist数组和visited数组。
2. 将起点s加入优先队列，并将其距离起点的距离设为0。
3. 重复以下步骤直至优先队列为空：（1）取出优先队列中距离起点最近的节点u。
（2）如果该节点已经被扩展过，则跳过此节点，否则将其标记为已扩展。
（3）如果该节点就是终点t，则返回其到起点的距离。
（4）否则，遍历该节点的所有邻居节点v，并更新它们到起点的距离。
如果某个邻居节点v之前未被扩展过，则将其加入优先队列中。
更新dist[v]后，需要将v加入优先队列中以便后续扩展。
4. 如果经过以上步骤仍然没有找到终点t，则表示不存在从起点s到终点t的路径。
代码实现：```#include <iostream>#include <queue>#include <vector>using namespace std;const int INF = 0x3f3f3f3f;const int MAXN = 1005;int n, m, s, t;int dist[MAXN], visited[MAXN];vector<pair<int, int>> graph[MAXN];void dijkstra() {priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int>>> pq;pq.push(make_pair(0, s));dist[s] = 0;while (!pq.empty()) {pair<int, int> p = pq.top();pq.pop();int u = p.second;if (visited[u]) {continue;}visited[u] = 1;if (u == t) {return;}for (int i = 0; i < graph[u].size(); i++) {int v = graph[u][i].first;int w = graph[u][i].second;if (!visited[v] && dist[v] > dist[u] + w) {dist[v] = dist[u] + w;pq.push(make_pair(dist[v], v));}}}}int main() {cin >> n >> m >> s >> t;for (int i = 1; i <= m; i++) {int u, v, w;cin >> u >> v >> w;graph[u].push_back(make_pair(v, w));}memset(dist, INF, sizeof(dist));memset(visited, 0, sizeof(visited));dijkstra();if (dist[t] == INF) {cout << "No path from " << s << " to " << t << endl;} else {cout << "Shortest path from " << s << " to " << t << ": " << dist[t] << endl;}}```代码解析：首先定义了一些常量和全局变量，其中n表示节点数，m表示边数，s 表示起点，t表示终点。
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最短路径之Dijkstra算法详细讲解
１最短路径算法
在日常生活中，我们如果需要常常往返A地区和B 地区之间，我们最希望知道的可能是从A地区到B地区间的众多路径中，那一条路径的路途最短。
最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题，旨在寻找图（由结点和路径组成的）中两结点之间的最短路径。
算法具体的形式包括：
（１）确定起点的最短路径问题：即已知起始结点，求最短路径的问题。
（２）确定终点的最短路径问题：与确定起点的问题相反，该问题是已知终结结点，求最短路径的问题。
在无向图中该问题与确定起点的问题完全等同，在有向图中该问题等同于把所有路径方向反转的确定起点的问题。
（３）确定起点终点的最短路径问题：即已知起点和终点，求两结点之间的最短路径。
（４）全局最短路径问题：求图中所有的最短路径。
用于解决最短路径问题的算法被称做“最短路径算法”，有时被简称作“路径算法”。
最常用的路径算法
有：Dijkstra算法、A*算法、Bellman-Ford算法、Floyd-Warshall算法、Johnson算法。
本文主要研究Dijkstra算法的单源算法。
２Dijkstra算法
2.1 Dijkstra算法
Dijkstra算法是典型最短路算法，用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。
主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。
Dijkstra算法能得出最短路径的最优解，但由于它遍历计算的节点很多，所以效率低。
Dijkstra算法是很有代表性的最短路算法，在很多专业课程中都作为基本内容有详细的介绍，如数据结构，图论，运筹学等等。
2.2 Dijkstra算法思想
Dijkstra算法思想为：设G=(V,E)是一个带权有向图，把图中顶点集合V分成两组，第一组为已求出最短路径的顶点集合（用S表示，初始时S中只有一个源点，以后每求得一条最短路径, 就将加入到集合S中，直到全部顶点都加入到S中，算法就结束了），第二组为其余未确定最短路径的顶点集合（用U 表示），按最短路径长度的递增次序依次把第二组的顶点加入S中。
在加入的过程中，总保持从源点v到S中各顶点的最短路径长度不大于从源点v到U中任何顶点的最短路径长度。
此外，每个顶点对应一个距离，S中的顶点的距离就是从v到此顶点的最短路径长度，U中的顶点的距离，是从v到此顶点只包括S 中的顶点为中间顶点的当前最短路径长度。
2.3 Dijkstra算法具体步骤
（1）初始时，S只包含源点，即S＝，v的距离为0。
U包含除v外的其他顶点，U中顶点u距离为边上的权（若v与u有边）或）（若u不是v的出边邻接点）。
（2）从U中选取一个距离v最小的顶点k，把k，加入S中（该选定的距离就是v到k的最短路径长度）。
（3）以k为新考虑的中间点，修改U中各顶点的距离；若从源点v到顶点u（u U）的距离（经过顶点k）比原来距离（不经过顶点k）短，则修改顶点u 的距离值，修改后的距离值的顶点k的距离加上边上的权。
（4）重复步骤（2）和（3）直到所有顶点都包含在S中。
2.4 Dijkstra算法举例说明
如下图，设A为源点，求A到其他各顶点（B、C、D、E、F）的最短路径。
线上所标注为相邻线段之间的距离，即权值。
（注：此图为随意所画，其相邻顶点间的距离与图中的目视长度不能一一对等）
图一：Dijkstra 无向图
算法执行步骤如下表：【注：图片要是看不到请到“相册--日志相册”中，名为“Dijkstra 算法过程”的图就是了】错误!
步骤 S 集合中
U 集合中
1
选入A ，此时S=<A> 此时最短路径A→A=0 以A 为中间点，从A 开始找
U=<B 、C 、D 、E 、F> A→B=6，A→C=3， A→其它U 中的顶点=∞， 发现A→C=3权值为最短
5
3
4
3
5
2 3
6
D
C
B
F
E
A 2。