Dijkstra算法C#实现及其布线运用

大家好，我是小鸭酱，博客地址为：http://www.cnblogs.com/xiaoyajiang

以下是空调布线对Dijkstra算法的运用，采用C#实现。

问题：室内机多台，室外机一台。寻找室内机到室外机的最短路径

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

using System.Collections;

using System.Windows;

 

namespace shortestPath

{

    class Program

    {

        const double INF = 429496729;//无路径时的权值

        //--------------------------------------------------------------------------------*

        //函数名： Dijkstra                                                                 　　　　           *

        //功  能： 找出室内机组和室外机的最短路径（室内机室外机均指投影到最近的墙上的点）*

        //参  数： cost   ： List<List<double>>类型                                                     *

        //        n:   int型   所有不重合节点个数，也是cost矩阵的阶                                     *

        //        v:   int型   室内机的标号                                                    　　　      　  *

        //        terminals:   List<int>型  许多室外机的标号                         　　　　         *

        //返  回：List<List<int>>类型  每行均为 每个室内机 → 室外机的路径                        *

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        //时  间：2016年3月28日                                                         　　　　　　　     *

        //修改时间：                                                                      　　　　　　　　　   *

        //---------------------------------------------------------------------------------*

        static List<List<int>> Dijkstra(List<List<double>> cost, int n, int v, List<int> terminals)

        {

            List<List<int>> allRoutes = new List<List<int>>();//保存所有路径

 

            List<double> dist = new List<double>();

            List<int> s = new List<int>();

            List<int> path = new List<int>();

            double mindis;

            int i, j, u, pre;

            for (i = 0; i < n; i++)

            {

                dist.Add(cost[v][i]);

                s.Add(0);

 

                if (cost[v][i] < INF)

                    path.Add(v);

                else

                    path.Add(-1);

            }

 

            s[v] = 1; //室外机编号v放入s中

            path[v] = 0;

            //循环直到所有顶点的最短路径都求出

            for (i = 0; i < n; i++)

            {

                mindis = INF;

                u = -1;

                for (j = 0; j < n; j++) //选取不在s中且具有最小距离的顶点u

                {

                    if (s[j] == 0 && dist[j] < mindis)

                    {

                        u = j;

                        mindis = dist[j];

                    }

                }

 

                if (u != -1) //找到最小距离的顶点u

                {

                    s[u] = 1; //顶点u加入s中

                    for (j = 0; j < n; j++) //修改不在s中的顶点距离

                    {

                        if (s[j] == 0)

                        {

                            if (cost[u][j] < INF && dist[u] + cost[u][j] < dist[j])

                            {

                                dist[j] = dist[u] + cost[u][j];//修改源点到vj的距离

                                path[j] = u;//保存当前最短路径中的前一个顶点编号

                            }

                        }

                    }

                }

            }

 

            //从室内机到室外机的最短路径

            int index = 0;

            for (i = 0; i < n; i++)

            {

                if (i != v)

                {

                    if (s[i] == 1)

                    {

                        List<int> route = new List<int>();

                        pre = i;

                        while (pre != v) //直到求解到初始顶点

                        {

                            if (index < terminals.Count())

                            {

                                if (terminals[index] == i)

                                {

                                    route.Add(pre);

                                }

                            }

                            pre = path[pre];

                        }

                        if (index < terminals.Count())

                        {

                            if (terminals[index] == i)

                            {

                                route.Add(pre);

                            }

                        }

                        if (index < terminals.Count())

                        {

                            if (terminals[index] == i)

                            {

                                allRoutes.Add(route);

                                index++;

                                if (index == terminals.Count())

                                    return allRoutes;

                            }

                        }

                    }

                }

            }

            return allRoutes;

        }

        static void Main(string[] args)  // test

        {

            List<List<double>> cost = new List<List<double>>();

            List<double> l1 = new List<double>() {INF,5,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,1,INF,INF};//1

            List<double> l2 = new List<double>() {5,INF,INF,INF,INF,2,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,4,INF};//1

            List<double> l3 = new List<double>() {INF,INF,INF,5,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,1,2};//1

            List<double> l4 = new List<double>() {INF,INF,5,INF,INF,INF,INF,INF,INF,5,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l5 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,5,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,10,INF,INF,INF,INF,INF,INF,1,INF,INF};//1

            List<double> l6 = new List<double>() {INF,2,INF,INF,5,INF,3,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l7 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,3,INF,5,INF,INF,2,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l8 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,5,INF,5,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,3};//1

            List<double> l9 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,3,INF,2,INF,INF,2,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l10 = new List<double>() {INF,INF,INF,5,INF,INF,INF,INF,2,INF,INF,INF,INF,2,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l11 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,2,INF,INF,INF,INF,4,INF,INF,INF,5,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l12 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,4,INF,4,INF,INF,INF,5,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l13 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,2,INF,INF,4,INF,2,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l14 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,2,INF,INF,2,INF,INF,INF,INF,5,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l15 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,10,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,2,INF,INF,INF};//1

            List<double> l16 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,5,INF,INF,INF,INF,INF,4,INF,INF,INF,3,INF,INF,INF};//1

            List<double> l17 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,5,INF,INF,INF,4,INF,6,INF,2,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l18 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,5,INF,INF,6,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l19 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,8,2,INF,INF,INF};//1

            List<double> l20 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,2,INF,8,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l21 = new List<double>() {INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,2,3,INF,INF,2,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l22 = new List<double>() {1,INF,INF,INF,1,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l23 = new List<double>() {INF,4,1,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            List<double> l24 = new List<double>() {INF,INF,2,INF,INF,INF,INF,3,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF,INF};//1

            cost.Add(l1);

            cost.Add(l2);

            cost.Add(l3);

            cost.Add(l4);

            cost.Add(l5);

            cost.Add(l6);

            cost.Add(l7);

            cost.Add(l8);

            cost.Add(l9);

            cost.Add(l10);

            cost.Add(l11);

            cost.Add(l12);

            cost.Add(l13);

            cost.Add(l14);

            cost.Add(l15);

            cost.Add(l16);

            cost.Add(l17);

            cost.Add(l18);

            cost.Add(l19);

            cost.Add(l20);

            cost.Add(l21);

            cost.Add(l22);

            cost.Add(l23);

            cost.Add(l24);

 

            List<int> terminals = new List<int>(){22,23};

 

 

            int v = 21;

 

            List<List<int>> result = new List<List<int>>();

 

        result = Dijkstra(cost, 24, v, terminals);

        }

    }

}