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Java如何实现Floyd算法

一问题描述求节点0到节点2的最短路径。二代码packagegraph.floyd;importjava.util.Scanner;publicclassFloyd{staticfinalintMaxVnum=100;//顶点数最大值staticfinalintINF=0x3f3f3f3f;//无穷大staticfinalintdist[][]=newint[MaxVnum][MaxVnum];//最短距离staticfinalintp[][]=newint[MaxVnum][MaxVnum];//前驱数组

本文目录

    一 问题描述

    求节点0到节点2的最短路径。

    Java如何实现Floyd算法

    二 代码

    package graph.floyd;
     
    import java.util.Scanner;
     
    public class Floyd {
        static final int MaxVnum = 100;  // 顶点数最大值
        static final int INF = 0x3f3f3f3f; //无穷大
        static final int dist[][] = new int[MaxVnum][MaxVnum]; // 最短距离
        static final int p[][] = new int[MaxVnum][MaxVnum]; // 前驱数组
        static final boolean flag[] = new boolean[MaxVnum]; // 如果 s[i] 等于 true,说明顶点 i 已经加入到集合 S ;否则顶点 i 属于集合 V-S
     
        static int locatevex(AMGraph G, char x) {
            for (int i = 0; i < G.vexnum; i++) // 查找顶点信息的下标
                if (x == G.Vex[i])
                    return i;
            return -1; // 没找到
        }
     
        static void CreateAMGraph(AMGraph G) {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            int i, j;
            char u, v;
            int w;
            System.out.println("请输入顶点数:");
            G.vexnum = scanner.nextInt();
            System.out.println("请输入边数:");
            G.edgenum = scanner.nextInt();
            System.out.println("请输入顶点信息:");
     
            // 输入顶点信息,存入顶点信息数组
            for (int k = 0; k < G.vexnum; k++) {
                G.Vex[k] = scanner.next().charAt(0);
            }
            //初始化邻接矩阵所有值为0,如果是网,则初始化邻接矩阵为无穷大
            for (int m = 0; m < G.vexnum; m++)
                for (int n = 0; n < G.vexnum; n++)
                    if (m != n)
                        G.Edge[m][n] = INF;
                    else
                        G.Edge[m][n] = 0; // 注意m==n时,设置为 0
     
            System.out.println("请输入每条边依附的两个顶点及权值:");
            while (G.edgenum-- > 0) {
                u = scanner.next().charAt(0);
                v = scanner.next().charAt(0);
                w = scanner.nextInt();
     
                i = locatevex(G, u);// 查找顶点 u 的存储下标
                j = locatevex(G, v);// 查找顶点 v 的存储下标
                if (i != -1 && j != -1)
                    G.Edge[i][j] = w; //有向图邻接矩阵
                else {
                    System.out.println("输入顶点信息错!请重新输入!");
                    G.edgenum++; // 本次输入不算
                }
            }
        }
     
        static void Floyd(AMGraph G) { // 用 Floyd 算法求有向网 G 中各对顶点 i 和 j 之间的最短路径
            int i, j, k;
            for (i = 0; i < G.vexnum; i++)                // 各对结点之间初始已知路径及距离
                for (j = 0; j < G.vexnum; j++) {
                    dist[i][j] = G.Edge[i][j];
                    if (dist[i][j] < INF && i != j)
                        p[i][j] = i;    // 如果 i 和 j 之间有弧,则将 j 的前驱置为 i
                    else p[i][j] = -1;  // 如果 i 和 j 之间无弧,则将 j 的前驱置为 -1
                }
            for (k = 0; k < G.vexnum; k++)
                for (i = 0; i < G.vexnum; i++)
                    for (j = 0; j < G.vexnum; j++)
                        if (dist[i][k] + dist[k][j] < dist[i][j]) { // 从 i 经 k 到 j 的一条路径更短
                            dist[i][j] = dist[i][k] + dist[k][j]; // 更新dist[i][j]
                            p[i][j] = p[k][j];   // 更改 j 的前驱
                        }
        }
     
        static void print(AMGraph G) { // 输出邻接矩阵
            int i, j;
            for (i = 0; i < G.vexnum; i++) {//输出最短距离数组
                for (j = 0; j < G.vexnum; j++)
                    System.out.print(dist[i][j] + "\t");
                System.out.println();
            }
            System.out.println();
            for (i = 0; i < G.vexnum; i++) {//输出前驱数组
                for (j = 0; j < G.vexnum; j++)
                    System.out.print(p[i][j] + "\t");
                System.out.println();
            }
        }
     
        static void DisplayPath(AMGraph G, int s, int t) { // 显示最短路径
            if (p[s][t] != -1) {
                DisplayPath(G, s, p[s][t]);
                System.out.print(G.Vex[p[s][t]] + "-->");
            }
        }
     
        public static void main(String[] args) {
            char start, destination;
            int u, v;
            AMGraph G = new AMGraph();
            CreateAMGraph(G);
            Floyd(G);
            print(G);
            System.out.print("请依次输入路径的起点与终点的名称:");
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            start = scanner.next().charAt(0);
            destination = scanner.next().charAt(0);
            u = locatevex(G, start);
            v = locatevex(G, destination);
            DisplayPath(G, u, v);
            System.out.println(G.Vex[v]);
            System.out.println("最短路径的长度为:" + dist[u][v]);
            System.out.println();
        }
    }
     
    class AMGraph {
        char Vex[] = new char[Floyd.MaxVnum];
        int Edge[][] = new int[Floyd.MaxVnum][Floyd.MaxVnum];
        int vexnum; // 顶点数
        int edgenum; // 边数
    }

    三 实现

    白色为输出,绿色为输入。

    Java如何实现Floyd算法

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