矩阵求最短路径

题目:

给定一个M×N的矩阵,定义一条路径为:从矩阵左上顶点数字出发到达右下数字,每一次只可以从一个数字出发向右移动一步或向下移动一步,定义路径和为:路径经过的数字的和。要求编写一个程序,找到路径和最小的那条路径,并给出最小路径和。

给定如图所示矩阵:一条路径为2->0->3->6->9->5,路径和为25

[2 ,0 ,11,1 ]

[4 ,3 ,6 ,12]

[7 ,10,9 ,5 ]

要求:测试时输入一个矩阵(输入方式随意),然后程序输出该矩阵的最小路径和与路径。

思路:动态规划求解。dp[i][j]表示从点D[0][0]到点D[i][j]的最短路径和。
对于点D[i][j]它只能从点D[i-1][j]或者点D[i][j-1]而来,所以有递推公式dp[i][j] = min(dp[i-1][j],dp[i][j-1]) + D[i][j]; 特殊的,对于第一行的点D[0][j]只可能由点D[0][j-1]而来;对于第一列的点D[i][0]只可能由点D[i-1][0]而来。

代码解答:

#include<iostream>

using namespace std;

const int maxn = 1001; //行列最大值

int M,N,K=0; //M行N列,路径有K个结点

int D[maxn][maxn]; //存储原始矩阵值

int dp[maxn][maxn]; //从D[0][0]到D[i][j]路径最小值

int mp[maxn]; //保存路径中的结点值

  int main(){

  cin >> M >> N;

  for(int i=0; i<M; i++)

  for(int j=0; j<N; j++)

  cin >> D[i][j];

  dp[0][0]=D[0][0];

  for(int i=1; i<M; i++)

  dp[i][0] = dp[i-1][0]+ D[i][0];          //对于第一列的点D[i][0],只可能是从上面的点D[i-1][0]往下走

  for(int j=1; j<N; j++)

     dp[0][j] = dp[0][j-1]+ D[0][j];       //对于第一行的点D[0][j],只可能是从左边的点D[0][j-1]往右走

       for(int i=1; i<M; i++)

           for(int j=1; j<N; j++)        //点D[i][j],是从D[i][j-1]和D[i-1][j]较小的而来

                  dp[i][j] = min(dp[i-1][j],dp[i][j-1]) + D[i][j];

         int i=M-1,j=N-1;

         mp[K++]=D[i][j];

         while(i>=0 && j>=0){                 //倒着找路径上的点

             if(i==0 && j==0){

       break;

} else if(i==0){ //在第一行上,那么上一个点只能是左边的点

mp[K++]=D[i][j-1];

j--;

} else if(j==0){ //在第一列上,那么上一个点只能是上面的点

mp[K++]=D[i-1][j];

i--;

} else { //否则就找左边和上面的dp最小对应的那个点D

if(dp[i-1][j]<dp[i][j-1]){

mp[K++]=D[i-1][j];

i--;

} else {

mp[K++]=D[i][j-1];

j--;

}

}

}

for(int i=K-1;i>=0;i--){

cout<<mp[i];

if(i!=0) cout<<"->";

}

cout << endl << dp[M-1][N-1] <<endl;

return 0;

}


 

 

//测试

3 5

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10

11 12 13 14 15

//输出

1->2->3->4->5->10->15

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