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單元最短路徑

單源最短路徑問題是指在給定的帶權有向圖中,從一個特定的源節點出發,找到到達圖中所有其他節點的最短路徑。這個過程涉及到計算從源節點到所有其他節點的最小路徑成本。Dijkstra算法是一種常用的解決單源最短路徑問題的算法,它按照路徑長度的遞增順序產生最短路徑。

Dijkstra算法的工作原理可以分為以下幾個步驟:

初始化:選擇一個源節點,並將與源節點直接相連的所有邊的長度設定為初始值。

疊代過程:在每一次疊代中,選擇當前未處理節點中距離源節點最近的節點,並將其標記為已處理。然後,更新該節點到所有相鄰節點的最短路徑長度。

終止條件:當所有節點都被處理完畢時,算法終止。

Dijkstra算法的優點包括能夠處理帶有負權邊的圖,且實現相對簡單。它的主要缺點是不能處理帶有負權環的圖,因為這樣可能導致無限疊代。

在實際套用中,Dijkstra算法被廣泛用於網路路由、地圖導航等領域,以找到從起點到終點的最短路徑。