JavaScript 中的 Floyd-Warshall 算法
Dijkstra 算法用于查找从一个节点到所有其他节点的最短路径的距离/路径。在某些情况下,我们需要查找从所有节点到所有其他节点的最短路径。这就是所有节点对最短路径算法派上用场的地方。最常用的所有节点对最短路径算法是 Floyd-Warshall 算法。
Floyd-Warshall 算法的工作原理如下:
- 我们初始化一个 N x N 的距离矩阵为无穷大。
- 然后,对于每条边 u, v,我们将此矩阵更新为显示此边的权重,对于边 v, v,我们将权重更新为 0。
- 我们创建三个嵌套循环,迭代器为 I、j 和 k。对于每个节点 I 到每个节点 j 的距离,我们考虑使用 k 作为中间点,如果我们找到小于现有 arr[i][j] 的距离,则更新距离。
我们不使用矩阵,而是使用对象,因为如果我们使用复杂对象来表示每个节点,则不需要跟踪索引。
现在让我们来看一下相同的实现:
示例
floydWarshallAlgorithm() { let dist = {}; for (let i = 0; i < this.nodes.length; i++) { dist[this.nodes[i]] = {}; // For existing edges assign the dist to be same as weight this.edges[this.nodes[i]].forEach(e => (dist[this.nodes[i]][e.node] = e.weight)); this.nodes.forEach(n => { // For all other nodes assign it to infinity if (dist[this.nodes[i]][n] == undefined) dist[this.nodes[i]][n] = Infinity; // For self edge assign dist to be 0 if (this.nodes[i] === n) dist[this.nodes[i]][n] = 0; }); } this.nodes.forEach(i => { this.nodes.forEach(j => { this.nodes.forEach(k => { // Check if going from i to k then from k to j is better // than directly going from i to j. If yes then update // i to j value to the new value if (dist[i][k] + dist[k][j] < dist[i][j]) dist[i][j] = dist[i][k] + dist[k][j]; }); }); }); return dist; } }
您可以使用以下方法进行测试:
示例
let g = new Graph(); g.addNode("A"); g.addNode("B"); g.addNode("C"); g.addNode("D"); g.addEdge("A", "C", 100); g.addEdge("A", "B", 3); g.addEdge("A", "D", 4); g.addEdge("D", "C", 3); console.log(g.floydWarshallAlgorithm());
输出
这将给出以下输出:
{ A: { C: 7, B: 3, D: 4, A: 0 }, B: { A: 3, B: 0, C: 10, D: 7 }, C: { A: 7, D: 3, B: 10, C: 0 }, D: { A: 4, C: 3, B: 7, D: 0 } }
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