deck:: Logseq/coding tip - ## 1. 개념(Concept) - 그래프의 특정 시작 정점에서 다른 모든 정점까지의 최단 경로를 구하는 알고리즘. - **특징** - {{cloze 음의 가중치}}가 있는 간선이 있으면 사용할 수 없음. extra:: 음의 가중치가 있을 경우에는 [[벨만-포드 알고리즘 (Bellman-Ford Algorithm)]]을 사용 id:: 695394f8-cd61-4d4b-9fbc-1cba54ba0195 - 그리디(greedy)방식을 사용하며, 매 단계에서 {{cloze 현재 갈 수 있는 가장 가까운 정점}}을 확정한다. id:: 695395cf-75da-45ea-a7d4-259f5d3d942b - - ## 2. 동작 원리 (Algorithm Flow) - 1) 초기화 : 시작 정점의 거리는 0, 나머지 모든 정점의 거리는 무한대로 설정한다. id:: 6953966b-74ec-4cc0-af49-ab5754b3bb80 #+BEGIN_EXTRA ```python INF = sys.maxsize # float("inf") dist = [INF] * (v + 1) dist[start_node] = 0 ``` #+END_EXTRA - 2) 우선순위 큐를 생성하고 그곳에 {{cloze (거리: 0, 노드: 시작정점)}} 을 넣는다. #card id:: 6953968c-552b-41a5-af23-628736952cac #+BEGIN_EXTRA ```python pq = [(0, start_node)] ``` #+END_EXTRA - 3) 큐가 빌 때까지 아래의 과정을 반복한다. id:: 695396a3-2c9b-4bf5-a292-0cb14b2395fe (초기화 및 초기 생성을 마친 뒤 반복문 부분의 코드를 답변할 것) #card - ```python while pq : # 가장 최단 거리가 짦은 노드 꺼내기 curr_dist, curr_node = heapq.heappop(pq) # 이미 처리된 적 있는 노드라면 무시 (더 짦은 경로가 이미 발견됨) if dist[curr_node] < curr_dist : continue # 인접 노드 확인 for next_weight, next_node in graph[curr_node] : # 현재 노드를 거쳐서 가는 거리 new_dist = next_weight + curr_dist # 현재 노드를 거쳐서 가는 거리가 기존 거리보다 짦다면 갱신 if new_dist < dist[next_node] : dist[next_node] = new_dist heapq.heappush(pq, (new_dist, next_node)) ``` - 4) 종료: 모든 정점에 대한 최단거리가 확정된다. - - ## 3. 코드 (python) - ```python import heapq import sys # INF: 무한대 값 설정 (초기화용) INF = sys.maxsize def dijkstra(start_node, v, graph): # 1. 최단 거리 테이블 초기화 (모두 무한대) dist = [INF] * (v + 1) # 2. 시작 정점 설정 dist[start_node] = 0 # (거리, 정점) 순서로 큐에 삽입 (거리가 작은 순서대로 꺼내기 위함) pq = [(0, start_node)] while pq: # 3. 가장 최단 거리가 짧은 노드 꺼내기 curr_dist, curr_node = heapq.heappop(pq) # 4. 이미 처리된 적 있는 노드라면 무시 (더 짧은 경로가 이미 발견됨) if dist[curr_node] < curr_dist: continue # 5. 인접 노드 확인 for next_weight, next_node in graph[curr_node]: # 현재 노드를 거쳐서 가는 거리가 더 짧은 경우 new_dist = curr_dist + next_weight if new_dist < dist[next_node]: dist[next_node] = new_dist heapq.heappush(pq, (new_dist, next_node)) return dist ``` - - ## 4. 시간복잡도 - {{cloze $O(E\log V)$}} extra:: E : 간선 갯수, V : 정점 갯수 id:: 6953bf9f-bc68-4829-a2ba-a884cd15a9e8