Dijkstra and bellman

Author: iScript

.idea/workspace.xml

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g7.txt

@@ -0,0 +1,67 @@
+import java.util.Arrays;
+
+public class BellmanFord {
+    private WeightedGraph G;
+    private int s;
+    private int[] dis;
+    private boolean hasNegCycle = false;    // 是否包含负权环
+
+    public BellmanFord(WeightedGraph G, int s){
+
+        this.G = G;
+
+        G.validateVertex(s);
+        this.s = s;
+
+        dis = new int[G.V()];
+        Arrays.fill(dis, Integer.MAX_VALUE);
+        dis[s] = 0;
+
+        // 进行v-1轮循环
+        for(int pass = 1; pass < G.V(); pass ++){
+            //对所有的边进行松弛操作
+            for(int v = 0; v < G.V(); v ++)
+                for(int w: G.adj(v))
+                    // 对这条边 从原点到v+ v到w的权重，小于dis[w] ,更新dis[w]
+                    if(dis[v] != Integer.MAX_VALUE && dis[v] + G.getWeight(v, w) < dis[w])
+                        dis[w] = dis[v] + G.getWeight(v, w);
+        }
+
+        for(int v = 0; v < G.V(); v ++)
+            for(int w : G.adj(v))
+                if(dis[v] != Integer.MAX_VALUE && dis[v] + G.getWeight(v, w) < dis[w])
+                    hasNegCycle = true;
+
+    }
+
+    public boolean hasNegativeCycle(){
+        return hasNegCycle;
+    }
+
+    public boolean isConnectedTo(int v){
+        G.validateVertex(v);
+        return dis[v] != Integer.MAX_VALUE;
+    }
+
+    public int distTo(int v){
+        G.validateVertex(v);
+        if(hasNegCycle) throw new RuntimeException("exist negative cycle.");
+        return dis[v];
+    }
+
+    static public void main(String[] args){
+
+        WeightedGraph g = new WeightedGraph("g7.txt");
+        BellmanFord bf = new BellmanFord(g, 0);
+        if(!bf.hasNegativeCycle()){
+            for(int v = 0; v < g.V(); v ++)
+                System.out.print(bf.distTo(v) + " ");
+            System.out.println();
+        }
+        else
+            System.out.println("exist negative cycle.");
+
+
+    }
+
+}

out/production/Graph/BellmanFord.class

@@ -0,0 +1,77 @@
+import java.util.Arrays;
+
+// 单源最短路径的Dijkstra算法（从源点到其他节点的最短路径
+// 不能处理权重为负数
+public class Dijkstra {
+    private WeightedGraph G;
+    private int s; //源点
+    private int[] dis ; // 原点到各个顶点的距离
+    private boolean[] visited;
+
+    public Dijkstra(WeightedGraph G,int s){
+        this.G = G;
+        G.validateVertex(s);
+        this.s = s;
+
+        dis = new int[G.V()];
+        Arrays.fill(dis,Integer.MAX_VALUE); // 初始化路径最大
+        dis[0] = 0 ; //源点
+
+        visited = new boolean[G.V()];
+
+        // Dijkstra
+        while(true){
+            int curdis = Integer.MAX_VALUE; //当前找到的最小距离值
+            int cur = -1;   //当前点
+            System.out.println(curdis);
+
+            // 寻找最小值
+            // 如第一次循环，寻找到0，其他都是等于Integer.MAX_VALUE
+            // 第二次循环，0已经visited ， 寻找他们的最小值，等等。
+            // 如第二次找到weight2 4，那么0到weight为2的顶点肯定是最小路径，因为0经过其他点回到2会经过4
+            // 下面同理，以weight2这个顶点开始找下面的。。
+            for(int v=0;v<G.V();v++){
+                if(!visited[v] && dis[v] < curdis){
+
+                    curdis = dis[v];    //
+                    cur = v;
+                }
+            }
+            if(cur == -1) break;
+
+            visited[cur] = true;
+
+            // 当前点遍历相邻，如第一次从0开始
+            for(int w:G.adj(cur)){
+                 if(!visited[w]){
+                     // 从cur到w的长度 小于w的长度 （dis默认是无限大）
+                     // 如将无限大更新成实际值
+                     // 逐步更新dis
+                     if(dis[cur] + G.getWeight(cur,w) < dis[w]  ){
+                         dis[w] = dis[cur] + G.getWeight(cur,w);
+
+                     }
+                 }
+
+            }
+
+        }
+    }
+
+    public boolean isConnectedTo(int v){
+        G.validateVertex(v);
+        return visited[v];
+    }
+
+    public int disTo(int v){
+        G.validateVertex(v);
+        return dis[v];
+    }
+
+    public static void main(String[] args){
+
+        WeightedGraph g = new WeightedGraph("g7.txt");
+        Dijkstra d = new Dijkstra(g,0);
+        System.out.println(d.disTo(3));
+    }
+}