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dijkstra算法过程图解 请教Dijkstra算法的时间复杂度?

浏览量:2054 时间:2021-03-16 04:00:38 作者:admin

请教Dijkstra算法的时间复杂度?

我们可以将Dijkstra算法的运行时间表示为边数m和顶点数n的函数。Dijkstra算法最简单的实现方法是使用链表或数组来存储所有顶点的集合Q,因此在Q中提取min(Q)的操作只需要线性地搜索Q中的所有元素。因此算法的运行时间为O(N2)。对于边数小于N2的稀疏图,可以利用邻接表更有效地实现Dijkstra算法。同时,我们需要使用二进制堆或Fibonacci堆作为优先级队列来寻找最小顶点(extract min)。当使用二进制堆时,算法所需的时间是O((mn)logn)。Fibonacci堆可以稍微提高算法的性能,使算法的运行时间达到o(mnlogn)。在Dijkstra算法的基础上进行一些修改,可以扩展Dijkstra算法的功能。例如,有时我们想在寻找最短路径的基础上列出一些子短路径。为了解决这个问题,我们可以先在原图上计算最短路径,然后从图中删除路径的一条边,然后在剩余的子图中重新计算最短路径。对于原始最短路径的每一条边,删除边后可以找到子图的最短路径。这些路径是排序后原图的一系列次最短路径。OSPF算法是Dijkstra算法在网络路由中的一种实现。与Dijkstra算法不同的是,Bellman-Ford算法可用于支出为负的Fabian图,只要不存在总支出为负且可从源s到达的循环(如果存在这样的循环,则不存在最短路径,因为总支出可以通过沿循环多次而无限减少)。与最短路径问题相关的一个问题是旅行商问题,它要求找到一条经过所有顶点一次并最终返回到源点的最短路径。这个问题是NP困难的;换句话说,与最短路径问题不同,旅行商问题不可能有多项式时间算法。如果已知信息可用于估计从某一点到目标点的距离,则可使用*算法来缩小最短路径的搜索范围。

作为一名程序员,需要精通高深的算法吗?为什么?

太深的算法可以适当学习一些,但是比较常用的算法一定能做到。不仅算法岗需要学习这么多算法,开发岗也需要学习很多常用算法,这样才能在开发过程中编写出高性能的代码。我举个例子。以前,我用MR处理一段数据。在reduce阶段,我需要根据某个值保持顶部,但是如果不能使用其他算法,可以调用quick sort。最坏的时间复杂度是O(n^2)。当数据很大时,你不能用完。如果能够维护大顶堆或bfprt算法,时间复杂度会大大降低。所以算法是非常重要的。

那么,我们需要学习哪些算法?我将列出以下方向

常见的图论算法,如并集搜索、最短路径算法、二部图匹配、网络流、拓扑排序等

例如常见的二分搜索、三分搜索,特别是二分搜索、访谈常问、深度优先搜索和广度优先搜索,经典的八道数字题等等。还有一些启发式搜索算法,如模拟退火算法、遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等。

Dijkstra算法用于寻找最短路径、最大子段和、数字DP等

这一类比较大,特别是在机器学习、人工智能、密码学等领域。比如数论中的大数分解,大素数的判定,扩展欧几里德算法,中国剩余定理,卢卡斯定理等等,组合数学中的博弈问题,卡特兰数公式,包含排除原理,波利亚计数等等,计算几何中的极性排序、凸包问题、旋转卡盘问题、多边形核问题、平面最近点对问题等。另外,还有一些矩阵的构造计算,如矩阵的快幂等。

如果要做算法作业,除了上面的一些应用算法外,主要是机器学习、深度学习算法。

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