JavaScript 中的 Dijkstra 算法


Dijkstra 算法是一种用于查找加权图中节点之间最短路径的算法。我们将在创建图时使用新的 addEdge 和 addDirectedEdge 方法为边添加权重。让我们看看此算法的工作原理 -

  • 创建一个距离集合,并将所有顶点的距离设置为无穷大,除了源节点。
  • 将源节点入队到一个最小优先级队列中,优先级为 0,因为距离为 0。
  • 启动一个循环,直到优先级队列为空,并出队距离最小的节点。
  • 如果“当前节点距离 + 边权重 < 下一个节点距离”,则更新与弹出节点相连的节点的距离,然后将该节点与新距离一起推入队列。
  • 继续直到优先级队列为空。

此算法基本上所做的是假设所有节点与源节点的距离都为无穷大。然后它开始考虑边,并跟踪节点与源节点的距离,如果在此过程中找到成本更低的路径,则更新该距离。

让我们看看代码中的这个实现 -

示例

djikstraAlgorithm(startNode) {
   let distances = {};

   // Stores the reference to previous nodes
   let prev = {};
   let pq = new PriorityQueue(this.nodes.length * this.nodes.length);

   // Set distances to all nodes to be infinite except startNode
   distances[startNode] = 0;
   pq.enqueue(startNode, 0);
   this.nodes.forEach(node => {
      if (node !== startNode) distances[node] = Infinity;
      prev[node] = null;
   });

   while (!pq.isEmpty()) {
      let minNode = pq.dequeue();
      let currNode = minNode.data;
      let weight = minNode.priority;
      this.edges[currNode].forEach(neighbor => {
         let alt = distances[currNode] + neighbor.weight;
         if (alt < distances[neighbor.node]) {
            distances[neighbor.node] = alt;
            prev[neighbor.node] = currNode;
            pq.enqueue(neighbor.node, distances[neighbor.node]);
         }
      });
   }
   return distances;
}

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.addNode("E");
g.addNode("F");
g.addNode("G");

g.addDirectedEdge("A", "C", 100);
g.addDirectedEdge("A", "B", 3);
g.addDirectedEdge("A", "D", 4);
g.addDirectedEdge("D", "C", 3);
g.addDirectedEdge("D", "E", 8);
g.addDirectedEdge("E", "F", 10);
g.addDirectedEdge("B", "G", 9);
g.addDirectedEdge("E", "G", 50);

console.log(g.djikstraAlgorithm("A"));

输出

这将给出以下输出 -

{ A: 0, B: 3, C: 7, D: 4, E: 12, F: 22, G: 12 }

更新于: 2020-06-15

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