在使用Dijkstra算法求解最短路径问题时,可以通过记录每个节点的前驱节点来实现路径的恢复。具体步骤如下:
在初始化时,除了记录每个节点的最短距离之外,还需要记录每个节点的前驱节点。可以使用一个数组predecessor[]来保存前驱节点的信息,初始时前驱节点为-1表示没有前驱节点。
在更新节点的最短距离时,如果发现节点v的最短距离被更新了,就把节点v的前驱节点设为u,即predecessor[v] = u。
当Dijkstra算法执行完毕后,就可以通过predecessor[]数组来恢复路径。假设要求从起点s到终点t的最短路径,可以从终点t开始,沿着predecessor[]数组一直回溯到起点s,即可得到完整的最短路径。
以下是一个简单的示例代码,展示了如何使用Dijkstra算法和predecessor[]数组来实现路径的恢复:
#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <climits>
using namespace std;
#define INF INT_MAX
void Dijkstra(vector<vector<pair<int, int>>> &graph, int start, int end) {
int n = graph.size();
vector<int> dist(n, INF);
vector<int> predecessor(n, -1);
priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int>>> pq;
dist[start] = 0;
pq.push(make_pair(0, start));
while (!pq.empty()) {
int u = pq.top().second;
pq.pop();
for (auto edge : graph[u]) {
int v = edge.first;
int weight = edge.second;
if (dist[u] + weight < dist[v]) {
dist[v] = dist[u] + weight;
predecessor[v] = u;
pq.push(make_pair(dist[v], v));
}
}
}
// Path recovery
vector<int> path;
int cur = end;
while (cur != -1) {
path.push_back(cur);
cur = predecessor[cur];
}
// Print the shortest path
cout << "Shortest path from " << start << " to " << end << ": ";
for (int i = path.size() - 1; i >= 0; i--) {
cout << path[i] << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
int n = 6;
vector<vector<pair<int, int>>> graph(n);
// Add edges to the graph
graph[0].push_back(make_pair(1, 7));
graph[0].push_back(make_pair(2, 9));
graph[0].push_back(make_pair(5, 14));
graph[1].push_back(make_pair(2, 10));
graph[1].push_back(make_pair(3, 15));
graph[2].push_back(make_pair(3, 11));
graph[2].push_back(make_pair(5, 2));
graph[3].push_back(make_pair(4, 6));
graph[4].push_back(make_pair(5, 9));
int start = 0;
int end = 4;
Dijkstra(graph, start, end);
return 0;
}
在以上示例中,我们首先使用Dijkstra算法求解从节点0到节点4的最短路径,然后通过predecessor[]数组恢复完整路径并打印出来。路径恢复的关键在于沿着predecessor[]数组一直回溯,直到到达起点节点。