Dijkstra算法自己的实现问题

Question

我在一个简单的 Graph 类中有一个 Dijkstra 算法 O(n^2( 实现，在调试它时，输出与 JUnit 测试的预期输出不同，我找不到问题：

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;
}
}
}
}

这是辅助方法 选择最小((：

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;
}

这是 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;
}

这是 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);
}

这是 initializeVisitedToFalseExceptStart aux 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：我认为错误的方法是选择最小((

PD2：在下一个 JUnit 中，您将看到 getD(( 将返回一个二维数组，但 Graph 类中的实际 D 是一个单维数组。

PD3：这是简单的 JUnit 测试：

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());

Answer 1

我想我发现了问题。你有这个方法叫做 initializeVisitedToFalseExceptStart(departureNode( 在你的 initDijkstra 方法中。因此，当在 while 循环中完成对 chooseMinimum 的初始调用时，您将在不考虑 departureNode 的情况下找到最小值

我认为如果你在 initDijkstra 方法中删除该方法调用，你的算法会运行良好。