[英]Dijkstra´s algorithm own implementation problem
我在一個簡單的 Graph 類中使用了這個 Dijkstra 算法 O(n^2) 實現,在調試它時,輸出與 JUnit 測試中的預期輸出不同,我找不到問題:
public void Dijkstra(T departureNode) {
initDijkstra(departureNode);
ArrayList<GraphNode<T>> V_S = fillWithoutElement(departureNode);
while (V_S.size() > 0) {
int w = chooseMinimum(D);
nodes.get(w).setVisited(true);
GraphNode<T> auxW = nodes.get(w);
V_S.remove(findOnV_S(V_S, auxW));
for(GraphNode<T> m : V_S) {
if (D[w] + weights[w][getNode(m.getElement())] < D[getNode(m.getElement())]) {
D[getNode(m.getElement())] = D[w] + weights[w][getNode(m.getElement())];
PD[getNode(m.getElement())] = w;
}
}
}
}
這是輔助方法chooseMinimum():
private int chooseMinimum(double[] auxD) {
int res = 0;
double min = INFINITE;
for (int i = 0; i < auxD.length; i++) {
if (!nodes.get(i).isVisited()) {
if (auxD[i] < min) {
min = auxD[i];
res = i;
}
}
}
return res;
}
這是 findOnV_S() 方法:
private int findOnV_S(ArrayList<GraphNode<T>> V_S, GraphNode<T> auxW) {
int res = 0;
for(int i = 0; i < V_S.size(); i++) {
if(V_S.get(i).equals(auxW))
res = i;
}
return res;
}
這是 initDijkstra() 方法:
public void initDijkstra(T departureNode) {
if (!itExists(departureNode))
throw new IllegalArgumentException("Node does not exist");
D = new double[size];
PD = new int[size];
int j = getNode(departureNode);
// Initialize D
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (edges[j][i]) {
D[i] = weights[j][i];
} else
D[i] = INFINITE;
}
// Initialize PD
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (edges[j][i])
PD[i] = getNode(departureNode);
else
PD[i] = EMPTY;
}
initializeVisitedToFalseExceptStart(departureNode);
}
這是 initializeVisitedToFalseExceptStart 輔助方法:
private void initializeVisitedToFalseExceptStart(T departureNode) {
if (!itExists(departureNode))
throw new RuntimeException("Invalid node");
GraphNode<T> element = null;
for (int i = 0; i < size; i++) {
element = nodes.get(i);
if ((element.getElement()).equals(departureNode))
element.setVisited(true);
else
nodes.get(i).setVisited(false);
}
}
PD:我認為錯誤的方法是chooseMinimum()
PD2:在下一個 JUnit 中,您將看到 getD() 將返回一個二維數組,但 Graph 類中的實際 D 是一個一維數組。
PD3:這是簡單的 JUnit 測試:
try
{
g.addNode("V1");
g.addNode("V2");
g.addNode("V3");
g.addNode("V4");
g.addNode("V5");
g.addNode("V6");
}
catch (Exception e)
{
System.out.println ("No repeated nodes are allowed" + e);
}
try
{
g.addEdge ("V1", "V2", 3.0);
g.addEdge ("V1", "V3", 4.0);
g.addEdge ("V1", "V5", 8.0);
g.addEdge ("V2", "V5", 5.0);
g.addEdge ("V3", "V5", 3.0);
g.addEdge ("V5", "V6", 3.0);
g.addEdge ("V5", "V4", 7.0);
g.addEdge ("V6", "V4", 2.0);
}
catch (Exception e)
{
System.out.println ("Starting or arrival node does not exists" + e);
}
g.Dijkstra ("V1");
assertArrayEquals (new double[][]{{Graph.INFINITE, 3.0, 4.0, 12.0, 7.0, 10.0}}, g.getD());
assertArrayEquals (new int[]{-1, 0, 0, 5, 2, 4}, g.getPD());
我想我發現了問題。 您在 initDijkstra 方法中有一個名為 initializeVisitedToFalseExceptStart(departureNode) 的方法。 因此,當在 while 循環中完成對 chooseMinimum 的初始調用時,您將在不考慮離開節點的情況下找到最小值
我認為如果您將在 initDijkstra 方法中刪除該方法調用,您的算法將運行良好。
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