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最短路算法汇总
校赛完了,这次校赛,做的很差,一个算法题没有,2个水题,1个贪心,概率DP,DP,数论题。DP还没开始研究,数论根本不会,数学太差了,省赛时卡数论,校赛依然卡数论,我擦,还是得继续学习啊!
一把锈迹斑斑的剑,只有不断的磨砺,才能展露锋芒!
以下为最短路总结:
最短路问题可分为:
二、每对顶点间的最短路径算法:Floyd;
(1).Dijkstra算法:
(经典的算法,可以说是最短路问题的首选事例算法,但是不能处理带负权的边,因为该算法要遍历的点过多,效率低下,用时长,仅限于小数据,不常用)
基本思想:
Dijkstra算法,本质上是利用贪心思想来不停的来进行贪心选择,查找最优解,开辟一个s[],用来存放这些点,
dis[]用来存放所能经过的每个点的最短距离,并进行dis[]的更新操作。
模版如下:
int m,n,map[max][max],dis[max],s[max]; //int prev[max];//当前点的上一个节点 void Dijkstra(int v0) { for(int i = 0;i<n;i++) //初始化dis[] { s[i] = 0; dis[i] = map[v0][i]; /* if(i!=v0 && map[v0][i]<inf) prev[i] = v0 else prev[i] = -1; */ } s[v0] = 1; dis[v0] = 0; for(int i = 2;i<=n;i++) { int u = v0,min = inf; for(int j = 0;j<n;j++)//贪心查找还未存储的最优解的点,并储存 { if(!s[j] && dis[j] < min) { u = j; min = dis[j]; } } s[u] = 1; for(int j = 0;j<n;j++)//更新dis[]数组 { if(!s[j] && map[u][j] < inf && dis[u] + map[u][j] < dis[j]) { dis[j] = map[u][j] + dis[u]; //prev[j] = u; } } } }
(2).Bellman-Ford
(用来判断是否有回环,可处理带负权边 时间复杂度O(V*E).)
基本思想:(DP思想,查找最优解,并不断的进行松弛操作,但是算法浪费了许多时间做冗杂的松弛操作,效率降低)
void add() { scanf("%d%d%d",&u,&v,&w); edge[l].u = u; edge[l].v = v; edge[l++].w = w; edge[l].u = v; edge[l].v = u; edge[l++].w = w; } int Bellman(int cnt) { int i,j,flag; for(i = 1;i <= N - 1;i++) { flag = 0; for(j = 0;j <= count - 1;j++) { if(dis[edge[j].u]> dis[edge[j].v] + edge[j].w) { //松弛计算 dis[edge[j].u] = dis[edge[j].v] + edge[j].w;//更新dis[]数组,使其存储 源点->当前点的最短距离 flag = 1; } } if(flag==0)//如果查找完,或者有些点达不到,跳出 break; } for(i = 0;i < count;i++)//判断是否有负环路 { if(dis[edge[i].u] > dis[edge[i].v] + edge[i].w)//更新完dis[]后,如果还存在 该成立条件,则存在负环路 return 1; } // 如1->2 权值2 return 0; // 2->3 权值5 // 3->1 权值-8 // 1->2->3->1 一次循环为-1 二次-2 三次.... }
(2)FLOYD
这个实在没什么好说的,做题目时,只要确定的 时间不超,就可以用,前提是记下,时间复杂度O(n*n*n).
void init() { for(i=0;i<n;i++) for(j=0;j<n;j++) { map[i][j] = (i==j)?0:inf; } } void floyd() { for(k=0;k<n;k++) { for(i=0;i<n;i++) { for(j=0;j<n;j++) { if(map[i][k]!=inf && map[k][j]!=inf && map[i][j]>map[i][k] + map[k][j] ) { map[i][j]=map[i][k]+map[k][j]; } } } } }
(4)SPFA
书上说是在bellman-ford的基础上,添加一个队列操作,减少了其不必要的松弛操作。
我个人认为是在BFS搜索的基础上加了一步所谓的松弛操作,至于为什么叫松弛,不懂。
但是SPFA优化的很棒,以后最短路问题,尽量用它
void SPFA(int s,int e) S点 到e点 { int l,r,i; l=r=0; memset(vt,0,sizeof(vt)); for(i=0;i<n;i++) dis[i]=inf; dis[s]=0; q[r++]=s;//进队列 vt[s]=1;//标记 进队列1 //不在队列为0 while(l<r) { int p=q[l++];//出队列 for(i=0;i<n;i++) { if(dis[i]>dis[p] + map[p][i]) { dis[i] = dis[p] + map[p][i]; if(!vt[i]) { q[r++] = i; vt[i] = 1; } } } vt[p] = 0; } if(dis[e]!= inf) printf("%d\n",dis[e]); else printf("-1\n"); }
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