主要内容

shortestpath

两个单节点之间的最短路径

描述

例子

P= shortestpath (Gs t计算从源节点开始的最短路径年代并在目标节点结束t。如果图是加权的(即,G.Edges包含一个变量重量),然后这些权重被用作图中沿边缘的距离。否则,取所有的边距为1

例子

P= shortestpath (Gs t“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是加权图吗shortestpath (G s t,“方法”,“减重”)忽略其中的边权值G而把所有边权值都看成1

例子

(Pd= shortestpath(___另外返回最短路径的长度,d,使用以前语法中的任何输入参数。

例子

(Pdedgepath= shortestpath(___另外返回边缘索引edgepath从的最短路径上的所有边年代t

例子

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创建并绘制有向图。

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

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个graphplot类型的对象。

计算节点7和8之间的最短路径。

P =最短路径(G,7,8)
P =1×57 1 3 5 8

创建并绘制带有加权边的图形。

S = [1 11 2 2 6 6 7 7 3 9 9 4 4 11 11 8];T = [2 3 4 5 6 7 8 5 8 9 10 10 11 12 10 12 12];权重= [10 10 10 10 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1];G =图(s,t,权重);情节(G,“EdgeLabel”G.Edges.Weight)

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个graphplot类型的对象。

找到节点3和8之间的最短路径,并指定两个输出来返回路径的长度。

[P,d] =最短路径(G,3,8)
P =1×53 9 5 7 8
D = 4

由于图中心的边具有较大的权值,因此节点3和8之间的最短路径将绕过图中边权值最小的边界。该路径的总长度为4。

使用自定义节点坐标创建并绘制带有加权边的图形。

S = [1 1 1 1 1 2 2 7 7 9 3 3 1 4 10 8 4 5 6 8];T = [2 3 4 5 7 6 7 5 9 6 6 10 10 11 11 8 8 11 9];权重= [1 1 1 1 3 3 2 4 16 2 8 8 9 3 2 10 12 15 16];G =图(s,t,权重);X = [0 0.5 -0.5 -0.5 0.5 0 1.5 0 2 -1.5 -2];Y = [0 0.5 0.5 -0.5 -0.5 2 0 -2 0 0 0];p = plot(G,“XData”, x,“YData”, y,“EdgeLabel”, G.Edges.Weight);

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个graphplot类型的对象。

根据图边权值找到节点6到8之间的最短路径。用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(p path1“EdgeColor”‘g’

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个graphplot类型的对象。

指定方法作为未加权的要忽略边的权重,而是将所有边视为它们的权重为1。此方法在节点之间生成不同的路径,该路径之前的路径长度太大,不可能是最短路径。用红色突出显示此路径。

[path2,d] =最短路径(G,6,8,“方法”“减重”
path2 =1×36 9 8
D = 2
突出(p path2“EdgeColor”“r”

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个graphplot类型的对象。

绘制多重图中两个节点之间的最短路径,并突出显示被遍历的特定边。

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。画出图表供参考。

G =图([1 1 1 1 1 2 2 3 3 3 4 4],[2 2 2 2 2 2 3 4 4 5 5 5 5 2],[2 4 6 8 10 5 3 1 5 6 8 8 9]);p = plot(G,“EdgeLabel”, G.Edges.Weight);

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个graphplot类型的对象。

求节点1到节点5之间的最短路径。由于几个节点对之间有多条边,因此指定三个输出到shortestpath返回最短路径遍历的特定边。

[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,并且沿着所给出的边G.Edges (edgepath:)

G.Edges (edgepath:)
ans =4×2表EndNodes Weight ________ ______ 1 2 2 2 4 3 3 4 1 3 5 5

属性突出显示此边缘路径突出函数与“边缘”名称-值对指定遍历边的索引。

突出(p,“边缘”edgepath)

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个graphplot类型的对象。

用节点之间的距离作为边权值,找到图中节点之间的最短路径。

创建一个有10个节点的图。

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

创建x -y -图节点的坐标。对象,然后使用节点坐标绘制图形“XData”“YData”名称-值对。

X = [1 2 3 2 2.5 4 3 5 3 5];Y = [1 3 4 -1 2 3.5 1 3 0 1.5];情节(G,“XData”, x,“YData”, y)

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个graphplot类型的对象。

通过计算图节点之间的欧氏距离来为图添加边权值。距离是从节点坐标开始计算的 x y 为:

d = | Δ x | 2 + | Δ y | 2 = | x 年代 - x t | 2 + | y 年代 - y t | 2

计算 Δ x Δ y ,首次使用findedges为了得到向量sntn描述图中每个边的源节点和目标节点。然后使用sntn索引到x- - -y-坐标向量并计算 Δ x = x 年代 - x t Δ y = y 年代 - y t 。的函数的函数计算平方和的平方根,因此请指定 Δ x Δ y 作为输入参数来计算每条边的长度。

[sn,tn] = findge (G);Dx = x(sn) - x(tn);Dy = y(sn) - y(tn);D = (dx,dy);

将距离作为边权值添加到图中,并用标记的边重新绘制图。

G.Edges.Weight = D';p = plot(G,“XData”, x,“YData”, y,“EdgeLabel”, G.Edges.Weight);

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个graphplot类型的对象。

计算节点1和节点10之间的最短路径,并指定两个输出以返回路径长度。对于加权图,shortestpath自动使用“积极”方法,该方法考虑边权值。

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

使用突出函数在图中显示路径。

突出(p,路径,“EdgeColor”“r”“线宽”, 2)

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个graphplot类型的对象。

输入参数

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输入图形,指定为a有向图对象。使用创建无向图或有向图创建有向图。

例子:G =图(1,2)

例子:G =有向图([1 2],[2 3])

源节点id和目标节点id,作为节点索引或节点名称的单独参数指定。

价值 例子
标量节点索引 1
字符向量节点名称 “一个”
字符串标量节点名称 “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)计算指定节点之间的最短路径node1node2

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”选项自动选择算法:

  • “减重”用于有向图没有边权值的输入。

  • “积极”用于所有有边权值的输入,并且要求权值是非负的。此选项也用于有向图具有非负边权值的输入。

  • “混合”用于有向图边权值包含一些负值的输入。这个图不可能有负循环。

“减重”

宽度优先计算,将所有边权值处理为1

“积极”

Dijkstra算法,要求所有边权值为非负。

“混合”(仅供有向图

有向图的Bellman-Ford算法,它要求图没有负环。

“混合”“积极”对于同样的问题,“混合”更通用,因为它允许一些边权值为负。

“单极”(仅供有向图

为提高带加权边的有向无环图(dag)性能而设计的算法。

使用isdag确定一个有向图是否是无环的。

请注意

对于大多数图表,“减重”是最快的算法,其次是“单极”“积极”,“混合”

例子:shortestpath (G s t,“方法”,“单极”)

输出参数

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

  • 如果年代t那么,包含数值节点索引P是节点索引的数值向量。

  • 如果年代t那么,请包含节点名称P包含节点名称的单元格数组或字符串数组。

如果有多条最短路径年代t,然后P只包含其中一个路径。返回的路径可以根据算法的不同而改变方法指定。

最短路径距离,作为数字标量返回。d连续节点间边权值的总和在吗P。如果节点之间没有路径,那么d

最短路径上的边,作为边索引向量返回。对于多重图,此输出指示两个节点之间的哪条边在路径上。该输出与“边缘”名称-值对突出,例如:突出(p,‘边缘’,edgepath)

提示

  • shortestpathshortestpathtree,距离函数不支持具有负边权值的无向图,或金宝app者更普遍的任何包含负循环的图,原因如下:

    • 一个消极的循环是从节点返回到自身的路径,该路径上的边权值之和为负。如果两个节点之间的路径上有一个负循环,那么节点之间不存在最短路径,因为通过遍历负循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。

在R2015b中引入