与传递闭包问题 非常相似的一个问题是,能不能给出一个矩阵,根据矩阵可以以时间代价O(n)的方式得到在一个有向代权图中任意指定端点之间的最短距离。求的这个矩阵的问题被称为每一对端点间的最小距离问题。
这里采用的是Floyd算法,它与WalShall 算法非常相似:
如果A可以到达B,距离为x,且C可以到达A,距离为y,则求得C可以到达B,距离为 z = x + y,z小于如果c到B的原来的距离,则用z更新矩阵,否则c到B距离维持不变。
和最小路径算法类似,这里用一个很大数字INFINITY来表示两个端点之间距离为无穷大的情况,即不通。这里INFINITY=最大的int值(~(1<<31))。
Floyd.main()提供简单的测试。
与WalShall 一样,Floyd算法本身的时间代价为O(n^3)
代码如下:
1class Floyd {
2 private int[][] adjMat;
3 private static final int INFINITY = ~(1<<31);
4
5 Floyd(int size) {
6 adjMat = new int[size][size];
7 for(int i=0; i<size; i++)
8 for(int j=0; j<size; j++)
9 adjMat[i][j] = INFINITY;
10 }
11
12 void connect(int from, int to, int length) {
13 adjMat[from][to] = length;
14 }
15
16 void floyd() { //floyd算法
17 for(int y=0; y<adjMat.length; y++) //查找每一行
18 for(int x=0; x<adjMat.length; x++) // 查找每个单元格
19 if(adjMat[y][x] != INFINITY) //如果 y 可以到达 x
20 for(int z=0; z<adjMat.length; z++) //查找所有行的y列
21 //如果 z 可以到达y ,说明z
22 //可以直接到达x,如果算出来的新距离小于原来的距离,则更新
23 if(adjMat[z][y] != INFINITY) {
24 int newLength = adjMat[z][y] + adjMat[y][x];
25 adjMat[z][x] = newLength < adjMat[z][x] ? newLength : adjMat[z][x];
26 }
27
28 }
29
30 int[][] getConnections() {
31 return adjMat;
32 }
33
34 public static void main(String[] args) {
35 Floyd w = new Floyd(5);
36 w.connect(1,0,70);
37 w.connect(2,0,30);
38 w.connect(1,3,10);
39 w.connect(3,2,20);
40 for(int[] a: w.getConnections()) {
41 for(int i: a) System.out.print((i == INFINITY? "INF" : i) + "\t");
42 System.out.println();
43 }
44 w.floyd();
45 System.out.println("==================");
46 for(int[] a: w.getConnections()) {
47 for(int i: a) System.out.print((i == INFINITY? "INF" : i) + "\t");
48 System.out.println();
49 }
50 }
51}