這篇文章主要介紹了PHP實現的迪科斯徹(Dijkstra)最短路徑演算法,簡單描述了迪科斯徹(Dijkstra)最短路徑演算法的概念、功能並結合具體實例形式分析了php實現迪科斯徹(Dijkstra)最短路徑演算法的相關步驟與操作技巧,需要的朋友可以參考下
本文實例講述了PHP實現的迪科斯徹(Dijkstra)最短路徑演算法。分享給大家供大家參考，具體如下：
一、待解決問題
單源最短路徑問題，在給定有向圖中求一個頂點（單源頂點）到其他所有頂點的最短路徑問題。在下圖中，每條邊上有一個權值，希望求解A到所有其他頂點（B/C/D/E/F/G）的最短路徑。
二、問題分析（最短路徑的子結構同樣最優性）
如果P （A,G）是從頂點A到G的最短路徑,假設D和F是這條路徑上的中間點，那麼P(D,F)一定時從D到F的最短路徑。如果P(D,F)不是D到F的最短路徑，那必然存在某一個節點M的另一條D到F的路徑可以使P(A,B...M...F,G)比P (A,G)小，自相矛盾。
有了這樣的性質，我們可以了解Dijkstra演算法。
三、Dijkstra演算法
Dijkstra 演算法，又叫迪科斯徹演算法（Dijkstra），又稱為單源最短路徑演算法，所謂單源是在一個有向圖中，從一個頂點出發，求該頂點至所有可到達頂點的最短路徑問題。 問題描述為設G=（V，E）為有向圖，V表示頂點，E表示邊。它的每一邊（i，j）屬於E，都有一個非負權W（I,j），在G中指定一個結點v0，要求把從v0到G的每一個接vj（vj屬於V ）的最短有向路徑找出來（或指出不存在）。 Dijstra演算法是運用貪心的策略，從源點開始，不斷地透過相聯通的點找出到其他點的最短距離。
Dijkstra的貪心應用在他利用（二）中的性質，不斷地選取“最近”的節點並試探每個節點的所有可能存在鏈接，以起始點為中心向外層層擴展，直到擴展到終點為止。對於源點A，逐步擴展，根據dist[j]=min{dist[j],dist[i]+matrix[i][j]}更新與i直接相鄰的頂點資訊。
演算法描述
1)演算法想法：
設G=(V,E)是帶權有向圖，把圖中頂點集合V分成兩組，第一組為已求出最短路徑的頂點集合（用S表示，初始時S中只有一個源點，以後每求得一條最短路徑, 就將加入到集合S中，直到全部頂點都加入S中，演算法就結束了），第二組為其餘未確定最短路徑的頂點集合（以U表示），以最短路徑長度的遞增次序依序把第二組的頂點加入S。在加入的過程中，總維持從源點v到S中各頂點的最短路徑長度不大於從源點v到U中任何頂點的最短路徑長度。此外，每個頂點對應一個距離，S中的頂點的距離就是從v到此頂點的最短路徑長度，U中的頂點的距離，是從v到此頂點只包括S中的頂點為中間頂點的當前最短路徑長度。
2)演算法步驟：
a.初始時，S只包含源點，即S＝{v}，v的距離為0。 U包含除v外的其他頂點，即:U={其餘頂點}，若v與U中頂點u有邊，則
b.從U選取一個距離v最小的頂點k，把k，加入S中（該選定的距離就是v到k的最短路徑長度）。
c.以k為新考慮的中間點，修改U中與k相鄰的各頂點的距離；若從源點v到頂點u的距離（經過頂點k）比原來距離（不經過頂點k）短，則修改頂點u的距離值，修改後的距離值為頂點k的距離加上k與u邊上的權。
d.重複步驟b和c直到所有頂點都包含在S中。
四、演算法PHP實作
<?php
class Dijkstra
{
private $G;
public function __construct()
{
//有向图存储
$this->G = array(
array(0,1,2,0,0,0,0),
array(0,0,0,1,2,0,0),
array(0,0,0,0,0,2,0),
array(0,0,0,0,0,1,3),
array(0,0,0,0,0,0,3),
array(0,0,0,0,0,0,1),
array(0,0,0,0,0,0,0),
);
}
public function calculate()
{
// 存储已经选择节点和剩余节点
$U = array(0);
$V = array(1,2,3,4,5,6);
// 存储路径上节点距离源点的最小距离
$d = array();
//初始化图中节点与源点0的最小距离
for($i=1;$i<7;$i++)
{
if($this->G[0][$i]>0)
{
$d[$i] = $this->G[0][$i];
}
else
{
$d[$i] = 1000000;
}
}
// n-1次循环完成转移节点任务
for($l=0;$l<6;$l++)
{
// 查找剩余节点中距离源点最近的节点v
$current_min = 100000;
$current_min_v = 0;
foreach($V as $k=>$v)
{
if($d[$v] < $current_min)
{
$current_min = $d[$v];
$current_min_v = $v;
}
}
//从V中更新顶点到U中
array_push($U,$current_min_v);
array_splice($V,array_search($current_min_v,$V),1);
//更新
foreach($V as $k=>$u)
{
if($this->G[$current_min_v][$u]!=0&&$d[$u]>$d[$current_min_v]+$this->G[$current_min_v][$u])
{
$d[$u] = $d[$current_min_v]+$this->G[$current_min_v][$u];
}
}
}
foreach($d as $k => $u)
{
echo $k.'=>'.$u.'<br>';
}
}
}
?>呼叫類別：
$D = new Dijkstra; $D->calculate();
執行結果：
1=>1 2=>2 3=>2 4=>3 5=>3 6=>4
以上是PHP實現的迪科斯徹最短路徑的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
