最短路问题中的bellman-ford算法
- 题目
如果要处理单源最短路问题当中存在负权边的,那么就需要用到 bellman-ford算法和SPFA算法,一般情况下都是用 SPFA算法,除了有边数限制的情况只能用bellman-ford算法,比如下面这种
题目
给定一个 n n n 个点 m m m 条边的有向图,图中可能存在重边和自环, 边权可能为负数。
请你求出从
1
1
1 号点到
n
n
n 号点的最多经过
k
k
k 条边的最短距离,如果无法从
1
1
1 号点走到
n
n
n 号点,输出 impossible
。
注意:图中可能 存在负权回路 。
输入格式
第一行包含三个整数 n , m , k n,m,k n,m,k。
接下来 m m m 行,每行包含三个整数 x , y , z x,y,z x,y,z,表示存在一条从点 x x x 到点 y y y 的有向边,边长为 z z z。
点的编号为 1 ∼ n 1 \sim n 1∼n。
输出格式
输出一个整数,表示从 1 1 1 号点到 n n n 号点的最多经过 k k k 条边的最短距离。
如果不存在满足条件的路径,则输出 impossible
。
数据范围
1
≤
n
,
k
≤
500
1 \le n,k \le 500
1≤n,k≤500,
1
≤
m
≤
10000
1 \le m \le 10000
1≤m≤10000,
1
≤
x
,
y
≤
n
1 \le x,y \le n
1≤x,y≤n,
任意边长的绝对值不超过
10000
10000
10000。
输入样例:
3 3 1
1 2 1
2 3 1
1 3 3
输出样例:
3
对于bellman-ford算法,需要用到结构体数组来存储边的情况,数组last在一会用到的时候就能看出来它的作用
建图环节:
将所有的边存到结构体数组当中
在执行函数后,与dijkstra算法不同的是,这里dist[n] 只要 大于 正无穷大的一半就被判定为 是不通的。
这是因为,首先有了负权边的出现,而且该算法是遍历所有的边,所以正无穷大可能会被更新,会比原来小一点,但不会小太多。
首先还是设置正无穷,接着经历 k 层循环,每次将 dist拷贝到 last。
接着遍历所有的边,每次更新用 last数组更新,这是因为 如果用dist 更新,就会很容易突破边数的限制,比如被1号点更新的2号点刚好有能更新3号点,但是如果2号点没有被更新,3号点更新不了,那么这种情况下,就会很容易突破边数限制。
完整代码如下:
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N = 510, M = 10010;
struct Edges{
int a, b, c;
} edges[M];
int dist[N];
int last[N];
int n, m, k;
void bellman_ford()
{
memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
dist[1] = 0;
for (int i = 0; i < k; i++)
{
memcpy(last, dist, sizeof dist);
for (int j = 0; j < m; j++)
{
int a = edges[j].a;
int b = edges[j].b;
int c = edges[j].c;
dist[b] = min(dist[b], last[a] + c);
}
}
}
int main()
{
scanf("%d%d%d", &n, &m, &k);
for (int i = 0; i < m; i++)
{
int a, b, c;
scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
edges[i] = {a, b, c};
}
bellman_ford();
if (dist[n] > 0x3f3f3f3f / 2) puts("impossible");
else printf("%d", dist[n]);
return 0;
}
完