그래프 최단거리 알고리즘 정리 및 비교 (다익스트라, 벨만-포드, 플로이드-워셜)

2023. 3. 21. 16:57·Coding Test/Graph
목차
  1. 1. 다익스트라
  2. 2. 벨만-포드
  3. 3. 플로이드-워셜
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  다익스트라 벨만-포드 플로이드-워셜
시작 노드 (시작점) O O X (모든 노드)
음수 간선 X O O
시간 복잡도 O(ElogV) O(EV) O(V³)

1. 다익스트라

  • 출발 노드와 모든 노드 간의 최단 거리 탐색
  • 음수간선 X
  • S 시작점부터 다른 모든 노드로 가는 최단거리 구하는 알고리즘
  • 시간복잡도 : O(ElogV)
  • 문제 유형
    •  음수간선이 없는데 시작점이 있고 최단거리 구하는 문제
  • 원리
    1. 최단거리를 구할 노드에서 시작하여 거리가 입력된 노드 중 최단거리가 가장 작은 노드를 돌아가며 선택
    2. 노드를 돌아가면서, 더 거리가 나오면 값 갱신하여 저장
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2023.03.15 - [Algorithm/그래프] - [1753번] 최단경로 구하기 (다익스트라, 우선순위큐, 힙)

2023.03.15 - [Algorithm/그래프] - [1854번] k번째 최단경로 구하기 

 

2. 벨만-포드

  • 특정 출발 노드에서 다른 모든 노드까지의 최단 경로 탐색
  • 음수간선 OK
  • 음수 사이클의 존재 여부를 판단 할 수 있음
  • 시간복잡도 : O(EV)
  • 문제 유형
    • 음수사이클이 있는 지 체크하는 문제 → 시간여행, 과거, 웜홀
    • 음수간선, 시작점이 있고 최단거리 구하는 문제
  • 원리
    1. 에지 리스트로 그래프를 구현하고 최단 경로 리스트 초기화
    2. 모든 에지를 확인해 정답 리스트 업데이트
    3. 음수 사이클 유무 확인 : 모든 에지를 한 번씩 다시 사용해 업데이트 되는 노드가 발생하는지 확인
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2023.03.20 - [Algorithm/그래프] - [11657번] 타임머신 (그래프, 벨만 포드)

 

3. 플로이드-워셜

  • 시작점 X
  • 모든 노드간에 최단 경로 탐색
  • 시간복잡도 O(V³) 안좋음 ➡️ 노드의 개수 100~200까지 사용 가능
  • 문제 유형
    • 시작점이 없고 모든 도시간의 최단거리, 모든 도시 100개 이하
  • 3중 for문
  • 원리
    • A 노드에서 B 노드까지 최단 경로를 구했다고 가정했을 때,  최단 경로 위에 K노드가 존재한다면 그것을 이루는 부분 경로 역시 최단경로
    • 점화식 D[S][E] = Math.min(D[S][E], D[S][K] + D[K][E])
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2023.03.21 - [Algorithm/그래프] - [11404번] 가장 빠른 버스 노선 구하기(그래프, 최단거리 ,플로이드)

 

 

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  1. 1. 다익스트라
  2. 2. 벨만-포드
  3. 3. 플로이드-워셜
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