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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 MB

Description

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 8 7
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

1
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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