El Algoritmo De Disktra

El Algoritmo de Dijkstra

El algoritmo de Dijkstra, también llamado algoritmo de caminos mínimos, es un algoritmo para la determinación del camino más corto dado un vértice origen al resto de vértices en un grafo con pesos en cada arista. Su nombre se refiere a Edsger Dijkstra, quien lo describió por primera vez en 1959.

La idea subyacente en este algoritmo consiste en ir explorando todos los caminos más cortos que parten del vértice origen y que llevan a todos los demás vértices; cuando se obtiene el camino más corto desde el vértice origen, al resto de vértices que componen el grafo, el algoritmo se detiene. El algoritmo es una especialización de la búsqueda de costo uniforme, y como tal, no funciona en grafos con aristas de coste negativo (al elegir siempre el nodo con distancia menor, pueden quedar excluidos de la búsqueda nodos que en próximas iteraciones bajarían el costo general del camino al pasar por una arista con costo negativo)

Características del algoritmo

• Es un algoritmo greddy.

• Trabaja por etapas, y toma en cada etapa la mejor solución sin considerar consecuencias futuras.

• El óptimo encontrado en una etapa puede modificarse posteriormente si surge una solución mejor.

Algoritmo

Teniendo un grafo dirigido ponderado de N nodos no aislados, sea x el nodo inicial, un vector D de tamaño N guardará al final del algoritmo las distancias desde x al resto de los nodos.

1. Inicializar todas las distancias en D con un valor infinito relativo ya que son desconocidas al principio, exceptuando la de x que se debe colocar en 0 debido a que la distancia de x a x sería 0.

2. Sea a = x (tomamos a como nodo actual).

3. Recorremos todos los nodos adyacentes de a, excepto los nodos marcados, llamaremos a estos vi.

4. Si la distancia desde x hasta vi guardada en D es mayor que la distancia desde x hasta a sumada a la distancia desde a hasta vi; esta se sustituye con la segunda nombrada, esto es:

si (Di > Da + d(a, vi)) entonces Di = Da + d(a, vi)

5. Marcamos como completo el nodo a.

6. Tomamos como próximo nodo actual el de menor valor en D (puede hacerse almacenando los valores en una cola de prioridad) y volvemos al paso 3 mientras existan nodos no marcados.

Una vez terminado al algoritmo, D estará completamente lleno.

Ejemplo

El siguiente ejemplo se desarrollará con el fin de encontrar el camino más corto desde a hasta z:

Leyenda:

• Rojo: Aristas y vértices pertenecientes a la solución momentánea.

• Azul: Aristas y vértices candidatos.

Paso 1

En este primer paso, podemos apreciar que hay tres candidatos: Los vértices b, c y d. En este caso, hacemos el camino desde el vértice a, hasta el vértice

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