鬆弛操作

單源最短路徑算法中使用了鬆弛(relaxation)操作。對於每個頂點v∈V,都設定一個屬性,用來描述從源點s到v的最短路徑上權值的上界,稱為最短路徑估計(shortest-path estimate)。代表S到v的當前最短路徑中v點之前的一個點的編號,我們用下面的Θ(V)時間的過程來對最短路徑估計和前趨進行初始化。

鬆弛操作
(重定向自鬆弛技術)
INITIALIZE-SINGLE-SOURCE(G,s)
1 for each vertex v∈V[G]
2 do d[v]←∞
3 π[v]←NIL
4 d[s]←0
經過初始化以後,對所有v∈V,π[v]=NIL,對v∈V-{s},有d[s]=0以及d[v]=∞。
在鬆弛一條邊(u,v)的過程中,要測試是否可以通過u,對迄今找到的v的最短路徑進行改進;如果可以改進的話,則更新d[v]和π[v]。一次鬆弛操作可以減小最短路徑估計的值d[v],並更新v的前趨域π[v](S到v的當前最短路徑中v點之前的一個點的編號)。下面的偽代碼對邊(u,v)進行了一步鬆弛操作。
RELAX(u, v, w)
1 if(d[v]>d[u]+w(u,v))
2 then d[v]←d[u]+w(u,v)
3 π[v]←u
每個單源最短路徑算法中都會調用INITIALIZE-SINGLE-SOURCE,然後重複對邊進行鬆弛的過程。另外,鬆弛是改變最短路徑和前趨的唯一方式。各個單源最短路徑算法間區別在於對每條邊進行鬆弛操作的次數,以及對邊執行鬆弛操作的次序有所不同。在Dijkstra算法以及關於有向無迴路圖的最短路徑算法中,對每條邊執行一次鬆弛操作。在Bellman-Ford算法中,每條邊要執行多次鬆弛操作。
procedure relax(u,v,w:integer);//多數情況下不需要單獨寫成procedure。
begin
if dis+w<dis&#91;v&#93; then
begin
dis&#91;v&#93;:=dis+w;
pre&#91;v&#93;:=u;
end
end;

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