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HDU 2544 最短路(我的dijkstra算法模板、SPAFA算法模板)
思路:这道题是基础的最短路径算法,可以拿来试一下自己对3种方法的理解
dijkstra主要是从第一个点开始枚举,每次枚举出当当前最小的路径,然后再以那最小的路径点为起点,求出它到其它未标记点的最短距离
bellman-ford 算法则是假设有向网中有n 个顶点、且不存在负权值回路,从顶点v1 和到顶点v2 如果存在最短路径,则此路径最多有n-1 条边。这是因为如果路径上的边数超过了n-1 条时,必然会重复经过一个顶点,形成回路;而如果这个回路的权值总和为非负时,完全可以去掉这个回路,使得v1到v2的最短路径长度缩短。
下面将以此为依据,计算从源点v0 到其他每个顶点u 的最短路径长度dist [u]。
Bellman-Ford 算法构造一个最短路径长度数组序列:dist 1 [u],dist 2 [u],dist 3 [u],…,distn-1 [u]。
其中:
dist 1 [u]为从源点v0 到终点u 的只经过一条边的最短路径长度,并有dist 1 [u] = Edge[v0][u];
dist 2 [u]为从源点v0 出发最多经过不构成负权值回路的两条边到达终点u 的最短路径长度;
dist 3 [u]为从源点v0 出发最多经过不构成负权值回路的三条边到达终点u 的最短路径长度;
……
dist n-1 [u]为从源点v0 出发最多经过不构成负权值回路的n-1 条边到达终点u 的最短路径长
度;
dijkstraAC代码:
#include<iostream> #include<cstdio> #include<cstring> using namespace std; #define INF 0x3f3f3f3; int map[110][110],dis[110],visited[110]; void Dijkstra(int n,int x) { int i,p,j,min; for (i=1;i<=n;i++) { dis[i]=map[1][i]; visited[i]=0; } visited[x]=1;//顶点v0 加入到顶点集合S for (i=1;i<=n;i++)//从顶点v1 确定n 条最短路径 { min=INF; for (j=1;j<=n;j++)//选择当前集合T 中具有最短路径的顶点p { if(!visited[j] && dis[j]<min) { p=j; min=dis[j]; } } visited[p]=1;//将顶点p加入到集合S,表示它的最短路径已求得 for (j=1;j<=n;j++)//修改T 集合中顶点的dist值 { if(!visited[j] && dis[p]+map[p][j]<dis[j]) { dis[j]=dis[p]+map[p][j]; } } } } int main() { int n,m,i,j,a,b,t; while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF,n+m) { for (i=1;i<=n;i++) { for (j=1;j<=n;j++) { map[i][j]=INF; } } for(i=1;i<=m;i++) { scanf("%d%d%d",&a,&b,&t); map[a][b]=map[b][a]=t; } Dijkstra(n,1); printf("%d\n",dis[n]); } return 0; }
bellman-ford未优化AC代码(主要为了理解概念):
#include<stdio.h> #include<string.h> #include<algorithm> using namespace std; #define INF 10000000 #define N 200000 int u[N],v[N],w[N]; int d[N]; int n,m; void Bellman_ford() { for(int i=1;i<=n;i++)d[i]=INF; d[1]=0; for(int k=0;k<n;k++) for(int i=1;i<=2*m;i++)//从dist(1)[u]递推出dist(2)[u], …,dist(n-1)[u] ,因为这是无向图,所以多检查了一些边 { int x,y; x=u[i]; y=v[i]; if(d[x]<INF) d[y]=d[y]<d[x]+w[i]?d[y]:d[x]+w[i]; } } int main() { int i,j; while(scanf("%d %d",&n,&m)!=EOF) { if(n==0&&m==0)break; for(i=1;i<=2*m;i++){ scanf("%d %d %d",&u[i],&v[i],&w[i]); int tempu = u[i]; int tempv = v[i]; int tempw = w[i]; u[++i] = tempv; v[i] = tempu; w[i] = tempw; } Bellman_ford(); printf("%d\n",d[n]); } return 0; }
优化后代码:
#include<cstdio> #include<cstring> #include<iostream> #include<queue> #include<algorithm> #include<vector> using namespace std; #define maxn 105 const int INF = 0x3fffffff; struct Edge { int from,to,dist; }; struct BellmanFord { int n,m; vector<Edge> edges; vector<int> G[maxn]; bool inq[maxn]; int d[maxn]; int p[maxn]; int cnt[maxn]; Edge e; void init(int n) { this->n=n; for(int i=0;i<n;i++) G[i].clear(); edges.clear(); } void AddEdge(int from,int to,int dist) { //printf("%d %d %d\n",from,to,dist); edges.push_back((Edge){from,to,dist}); m=edges.size(); G[from].push_back(m-1); } bool negativeCycle() { queue<int >Q; memset(inq,0,sizeof(inq)); memset(cnt,0,sizeof(cnt)); for(int i=0;i<n;i++) { d[i]=INF; inq[0]=true; Q.push(i); } d[0] = 0; while(!Q.empty()) { int u=Q.front(); Q.pop(); inq[u]=false; for(int i=0;i<G[u].size();i++) //只检查存在的边 { Edge& e=edges[G[u][i]]; if(d[e.to]>d[u]+e.dist) { d[e.to]=d[u]+e.dist; p[e.to]=G[u][i]; if(!inq[e.to]) { Q.push(e.to); inq[e.to]=true; if(++cnt[e.to]>n) return true; } } } } return false; } void To(){ printf("%d\n",d[n-1]); } }; int main() { int a,b,c,i,node,m; bool j; while(scanf("%d %d",&node,&m)!=EOF) { if(node==0&&m==0)break; BellmanFord tu; tu.init(node); for(i=0;i<m;i++) { scanf("%d %d %d",&a,&b,&c); a--;b--; tu.AddEdge(a,b,c); tu.AddEdge(b,a,c); } j=tu.negativeCycle(); tu.To(); } return 0; }
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