主要内容

最短路径

两个单个节点之间的最短路径

描述

例子

P.= shortestpath(G英石计算从源节点开始的最短路径S.并在目标节点结束T..如果图形已加权(即,G.Edges包含一个变量重量),然后将这些权重用作图形中沿边的距离。否则,所有边距离均视为1

例子

P.= shortestpath(G英石,'方法',算法可选地指定用于计算最短路径的算法。例如,如果G是一个加权图吗ShortestPath(g,s,t,'方法','unwighted')忽略边缘权重G而是将所有边权重视为1

例子

[P.D.]=最短路径(___另外返回最短路径的长度,D.,使用前面语法中的任何输入参数。

例子

[P.D.边缘]=最短路径(___另外还返回边索引边缘所有边缘都在最短的路径上S.T.

例子

全部收缩

创建并绘制有向图。

s=[1 2 3 4 6 6 7 8 7 5];t=[2 3 4 5 5 6 6 1 8 1 3 2 8];G=有向图(s,t);绘图(G)

Figure包含axes对象。axes对象包含graphplot类型的对象。

计算节点7和节点8之间的最短路径。

p = shortestpath(g,7,8)
P =1×57 1 3 5 8

创建和绘制具有加权边缘的图形。

s=[1 1 2 6 7 7 3 3 9 4 4 11 8];t=[2 3 4 6 7 8 8 9 10 5 10 11 12];权重=[10 10 10 10 1 1 1 1 1];G=图形(s,t,权重);绘图(G,'Edgelabel',G.边缘重量)

Figure包含axes对象。axes对象包含graphplot类型的对象。

找到节点3和8之间的最短路径,并指定两个输出以返回路径的长度。

[P,d]=最短路径(G,3,8)
P =1×53 9 5 7 8
d=4

由于图中的中心的边缘具有大的权重,因此节点3和8之间的最短路径围绕边缘权重最小的图形的边界。该路径的总长度为4。

使用自定义节点坐标创建和绘制具有加权边缘的图表。

s=[11 11 2 7 9 3 1 10 8 4 5 6 8];t=[2 3 4 5 7 7 5 9 6 10 11 11 8 11 9];权重=[1 1 1 3 2 4 1 6 2 8 9 3 2 10 12 15 16];G=图形(s、t、权重);x=[0.5-0.5-0.50.51.50-1.5-2];y=[0.50.5-0.5-0.52-0.50];p=曲线图(G,“扩展数据”, x,'ydata', y,'Edgelabel',g.edges.weight);

Figure包含axes对象。axes对象包含graphplot类型的对象。

根据图边权重查找节点6和8之间的最短路径。以绿色突出显示此路径。

[path1,d]=最短路径(G,6,8)
path1 =1×56 3 1 4 8
d = 14
突出显示(p,路径1,'Edgecolor'“g”

Figure包含axes对象。axes对象包含graphplot类型的对象。

具体说明方法作为未加权为了忽略边缘权重,而是处理所有边缘,就像它们的重量为1.该方法在节点之间产生不同的路径,先前具有太大的路径长度是最短路径。突出显示红色的这条路径。

[path2 d] = shortestpath (8 G, 6日,“方法”“未加权”
path2 =1×36 9 8.
d=2
突出显示(p,路径2,'Edgecolor''r'

Figure包含axes对象。axes对象包含graphplot类型的对象。

绘制多层游戏中的两个节点之间的最短路径,并突出显示遍历的特定边缘。

创建一个有五个节点的加权多重图。几对节点之间有多条边。绘制该图以供参考。

G=图([1 1 1 2 3 3 4 4],[2 2 2 2 3 4 4 5 5 2],[2 4 6 8 10 5 3 1 6 8 9]);p=图(G,'Edgelabel',g.edges.weight);

Figure包含axes对象。axes对象包含graphplot类型的对象。

找到节点1和节点5之间的最短路径。由于其中几对在它们之间具有多个边缘,请指定三个输出最短路径返回最短路径遍历的特定边缘。

[P d edgepath] = shortestpath (G, 1, 5)
P =1×51 2 4 3 5
d = 11
EdgePath =.1×41 7 9 10

结果表明,最短路径的总长度为11,并遵循以下给定的边:G.edges(EdgePath,:)

G.edges(EdgePath,:)
ans=4×2表Endnodes重量________ ______1 2 2 2 4 3 3 4 1 3 5 5

通过使用突出显示此边缘路径突出函数与'边缘'名称 - 值对以指定遍历的边缘的索引。

亮点(p,'边缘',edgepath)

Figure包含axes对象。axes对象包含graphplot类型的对象。

使用节点之间的距离作为边缘权重找到图形中节点之间的最短路径。

使用10个节点创建图形。

S = [1 1 2 2 3 4 4 5 5 6 6 7 8 9];T = [2 4 3 5 6 5 7 9 6 7 7 8 9 10 10];图G = (s, t);

创造x-y-图形节点的坐标。然后通过指定使用节点坐标绘制图表“扩展数据”'ydata'名称-值对。

x=[12322.5435];y=[1234-1231.5];曲线图(G,“扩展数据”, x,'ydata', y)

Figure包含axes对象。axes对象包含graphplot类型的对象。

通过计算图节点之间的欧氏距离,为图添加边的权值。距离是从节点坐标计算的 X 一世 y 一世 作为:

D. = | Δ X | 2 + | Δ y | 2 = | X S. - X T. | 2 + | y S. - y T. | 2

算计 Δ X Δ y ,首先使用芬德吉斯获得载体总氮描述图中每个边缘的源和目标节点。然后使用总氮索引到X-及y-坐标向量与计算 Δ X = X S. - X T. Δ y = y S. - y T. .这海波功能计算正方形之和的Squareroot,所以指定 Δ X Δ y 作为输入参数来计算每条边的长度。

[sn,tn]=findedge(G);dx=x(sn)-x(tn);dy=y(sn)-y(tn);D=hypot(dx,dy);

将距离添加到图形中作为边权重,并用标记的边重新打印图形。

G.边缘重量=D';p=曲线图(G,“扩展数据”, x,'ydata', y,'Edgelabel',g.edges.weight);

Figure包含axes对象。axes对象包含graphplot类型的对象。

计算节点1和节点10之间的最短路径,并指定两个输出以同时返回路径长度。对于加权图,最短路径自动使用“肯定的”考虑边缘权重的方法。

[路径,len] = shortestpath(g,1,10)
路径=1×41 4 9 10
Len = 6.1503.

使用突出函数显示绘图中的路径。

突出(p,路径,'Edgecolor''r'“线宽”,2)

Figure包含axes对象。axes对象包含graphplot类型的对象。

输入参数

全部收缩

输入图形,指定为图形dig对象。用图形创建一个无向图形或dig创建定向图形。

例子:图G =(1、2)

例子:G = Digraph([1 2],[2 3])

源和目标节点ID,指定为节点索引或节点名称的单独参数。

价值 例子
标量节点索引 1
字符向量节点名 “A”
字符串标量节点名 “一个”

例子:shortestpath (G, 2、5)计算节点2和节点5之间的最短路径。

例子:ShortestPath(g,'node1','node2')计算命名节点之间的最短路径node1.node2.

最短路径算法,指定为表中的选项之一。

选项 描述
'汽车'(默认)

'汽车'选项会自动选择算法:

  • “未加权”用于图形dig没有边权重的输入。

  • “肯定的”用于所有图形有边权的输入,并且要求权值是非负的。这个选项也用于dig具有非负边权重的输入。

  • '混合'用于dig边权重包含一些负值的输入。图形不能有负循环。

“未加权”

宽度的第一计算,将所有边缘重量视为1

“肯定的”

Dijkstra算法,要求所有边权重均为非负。

'混合'(仅适用于dig

有向图的Bellman-Ford算法要求图没有负圈。

'混合'比这更慢“肯定的”对于同样的问题,'混合'更通用,因为它允许某些边权重为负数。

“单极”(仅适用于dig

设计用于改进具有加权边的有向无环图(DAG)性能的算法。

isdag确认有向图是否是非循环的。

笔记

对于大多数图表,“未加权”是最快的算法,其次是“单极”“肯定的”, 和'混合'

例子:shortestpath (G s t,“方法”,“单极”)

输出参数

全部收缩

节点之间的最短路径,作为节点索引的向量或节点名称数组。P.是空的,{},如果节点之间没有路径。

  • 如果S.T.包含数值节点索引,然后P.是节点索引的数字矢量。

  • 如果S.T.然后包含节点名称P.包含节点名称的单元格数组或字符串数组。

如果之间存在多个最短路径S.T., 然后P.仅包含其中一个路径。返回的路径可能会因算法而异方法指定。

最短路径距离,作为数字标量返回。D.是中连续节点之间的边权重之和P.。如果节点之间没有路径,则D.

最短路径上的边,返回为边索引向量。对于多图,此输出指示路径上两个节点之间的哪条边。该输出与'边缘'名称值对突出,例如:突出显示(p、‘边缘’、边缘路径)

提示

  • 最短路径缺点, 和距离函数不支持具有负边权重的无向图,或万博1manbetx者更一般地,不支持包含负循环的任何图,原因如下:

    • 一种负周期是一条从节点返回到自身的路径,路径上各边的权值之和为负。如果在两个节点之间的路径上存在一个负环,则节点之间不存在最短路径,因为通过遍历负环总能找到更短的路径。

    • 在无向图中,单个负边权值会产生一个负循环。

也可以看看

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R2015b中引入