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bzoj 1598: [Usaco2008 Mar]牛跑步 -- 第k短路,A*
1598: [Usaco2008 Mar]牛跑步
Time Limit: 10 Sec Memory Limit: 162 MBDescription
BESSIE准备用从牛棚跑到池塘的方法来锻炼. 但是因为她懒,她只准备沿着下坡的路跑到池塘, 然后走回牛棚. BESSIE也不想跑得太远,所以她想走最短的路经. 农场上一共有M (1 <= M <= 10,000)条路, 每条路连接两个用1..N(1 <= N <= 1000)标号的地点. 更方便的是,如果X>Y,则地点X的高度大于地点Y的高度. 地点N是BESSIE的牛棚;地点1是池塘. 很快, BESSIE厌倦了一直走同一条路.所以她想走不同的路,更明确地讲,她想找出K (1 <= K <= 100)条不同的路经.为了避免过度劳累,她想使这K条路经为最短的K条路经. 请帮助BESSIE找出这K条最短路经的长度.你的程序需要读入农场的地图, 一些从X_i到Y_i 的路经和它们的长度(X_i, Y_i, D_i). 所有(X_i, Y_i, D_i)满足(1 <= Y_i < X_i; Y_i < X_i <= N, 1 <= D_i <= 1,000,000).
Input
* 第1行: 3个数: N, M, 和K
* 第 2..M+1行: 第 i+1 行包含3个数 X_i, Y_i, 和 D_i, 表示一条下坡的路.
Output
* 第1..K行: 第i行包含第i最短路经的长度,或-1如果这样的路经不存在.如果多条路经有同样的长度,请注意将这些长度逐一列出.
Sample Input
5 4 1
5 3 1
5 2 1
5 1 1
4 3 4
3 1 1
3 2 1
2 1 1
Sample Output
2
2
3
6
7
-1
HINT
输出解释:
路经分别为(5-1), (5-3-1), (5-2-1), (5-3-2-1), (5-4-3-1),
(5-4-3-2-1).
Source
k短路模板题,我们可以用A*算法求解
对每个点记录当前代价和估价值,估价值就是当前点到汇点的最短路,这个可以反向建图,相当于跑单源最短路
这样我们从源点出发bfs,然后每次取队中 当前代价+估价值 最小的点继续bfs
这样第k次到达汇点的方案就是它的第k短路(证明的话可以用数学归纳法)
并且我们很容易发现一个点如果入队大于k次是没有意义的,所以我们可以由此剪枝一下
#include<map>#include<cmath>#include<queue>#include<cstdio>#include<cstring>#include<iostream>#include<algorithm>using namespace std;#define inf 1000000007#define ll long long#define N 100010inline int rd(){ int x=0,f=1;char ch=getchar(); while(ch<‘0‘||ch>‘9‘){if(ch==‘-‘)f=-1;ch=getchar();} while(ch>=‘0‘&&ch<=‘9‘){x=x*10+ch-‘0‘;ch=getchar();} return x*f;}int lj[N],fro[N],to[N],v[N],cnt;inline void add(int a,int b,int c){fro[++cnt]=lj[a];to[cnt]=b;v[cnt]=c;lj[a]=cnt;}int lj2[N],fro2[N],to2[N],v2[N],cnt2;inline void add2(int a,int b,int c){fro2[++cnt2]=lj2[a];to2[cnt2]=b;v2[cnt2]=c;lj2[a]=cnt2;}int q[N*100],ji[N];ll dis[N];int n,m,k;bool vs[N];void spfa(){ memset(dis,0x3f,sizeof(dis)); int l=0,r=1,x; dis[1]=0;vs[1]=1; q[0]=1; while(l<r) { x=q[l++];vs[x]=0; for(int i=lj2[x];i;i=fro2[i]) { if(dis[to2[i]]>dis[x]+v2[i]) { dis[to2[i]]=dis[x]+v2[i]; if(!vs[to2[i]]){vs[to2[i]]=1;q[r++]=to2[i];} } } }}struct qaz{ int x;ll h,g; bool operator <(const qaz &a)const {return g+h>a.g+a.h;}};ll ans[N],tot;void Astar(){ priority_queue<qaz>q; q.push((qaz){n,0,dis[n]}); qaz tp;int x; while(!q.empty()) { tp=q.top();q.pop(); x=tp.x;vs[x]=0; ji[x]++; if(ji[x]>k) continue; if(x==1) ans[++tot]=tp.g+tp.h; if(tot==k) return; for(int i=lj[x];i;i=fro[i]) q.push((qaz){to[i],tp.h+v[i],dis[to[i]]}); }}int main(){ n=rd();m=rd();k=rd(); int x,y,d; for(int i=1;i<=m;i++) { x=rd();y=rd();d=rd(); if(x<y) swap(x,y); add(x,y,d);add2(y,x,d); } spfa(); memset(ans,-1,sizeof(ans)); Astar(); for(int i=1;i<=k;i++) printf("%lld\n",ans[i]); return 0;}
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