也就是走过的节点,还可以再走
但是dij走过的不能再走了
这是本章的精髓,大家往下看
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【最短路径问题 离不开 Dijkstra 和 spfa】
- dijkstra思想
- spfa算法
dijkstra思想
Dijkstra思想可以看我写的这篇博客
Dijkstra求最短路
这里简单概括一下 该思想:
- 问题是从起点到终点的最短距离
- 我们先定义一个dist存储 所有节点到起点的最短距离(因为我们要从起点开始搜索)
- 每次选择距离起点最近 且 还没有遍历过的点,利用其距离起点最近的优势,更新dist数组,所有dist数组中可以通过该点到起点距离变小的点都更新(具体看一下代码就懂了)
- 由于每次选择dist数组中的值,需要n2时间复杂度,所以直接用 优先队列存储比较好(具体看代码)
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<queue>
using namespace std;
typedef pair<int, int> PII;
const int N = 100010; // 把N改为150010就能ac
// 稀疏图用邻接表来存
int h[N], e[N], ne[N], idx;
int w[N]; // 用来存权重
int dist[N];
bool st[N]; // 如果为true说明这个点的最短路径已经确定
int n, m;
void add(int x, int y, int c)
{
// 有重边也不要紧,假设1->2有权重为2和3的边,再遍历到点1的时候2号点的距离会更新两次放入堆中
// 这样堆中会有很多冗余的点,但是在弹出的时候还是会弹出最小值2+x(x为之前确定的最短路径),
// 并标记st为true,所以下一次弹出3+x会continue不会向下执行。
w[idx] = c;
e[idx] = y;
ne[idx] = h[x];
h[x] = idx++;
}
int dijkstra()
{
memset(dist, 0x3f, sizeof(dist));
dist[1] = 0;
priority_queue<PII, vector<PII>, greater<PII>> heap; // 定义一个小根堆
// 这里heap中为什么要存pair呢,首先小根堆是根据距离来排的,所以有一个变量要是距离,
// 其次在从堆中拿出来的时候要知道知道这个点是哪个点,不然怎么更新邻接点呢?所以第二个变量要存点。
heap.push({ 0, 1 }); // 这个顺序不能倒,pair排序时是先根据first,再根据second,
// 这里显然要根据距离排序
while(heap.size())
{
PII k = heap.top(); // 取不在集合S中距离最短的点
heap.pop();
int ver = k.second, distance = k.first;
if(st[ver]) continue;
st[ver] = true;
for(int i = h[ver]; i != -1; i = ne[i])
{
int j = e[i]; // i只是个下标,e中在存的是i这个下标对应的点。
if(dist[j] > distance + w[i])
{
dist[j] = distance + w[i];
heap.push({ dist[j], j });
}
}
}
if(dist[n] == 0x3f3f3f3f) return -1;
else return dist[n];
}
int main()
{
memset(h, -1, sizeof(h));
scanf("%d%d", &n, &m);
while (m--)
{
int x, y, c;
scanf("%d%d%d", &x, &y, &c);
add(x, y, c);
}
cout << dijkstra() << endl;
return 0;
}
spfa算法
但是dij不能处理 边权值 为负的情况
因为dij不能回头遍历
所以,我们就有了 spfa算法
可以回头遍历
(为什么回头遍历呢?)
比如2节点比3起点到起点的距离长
但是3节点到2节点之间有个路径 是负值
导致
1-3-2
比
1-2
更短
所以这样情况就需要spfa
也就是走过的节点,还可以再走
但是dij走过的不能再走了
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
const int N = 1e5 + 10;
int n, m;
int head[N], e[N], ne[N], w[N], idx;
bool st[N];
int dist[N];
void add(int a, int b, int c)
{
e[idx] = b;
w[idx] = c;
ne[idx] = head[a];
head[a] = idx++;
}
int spfa()
{
memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
dist[1] = 0;
queue<int> q;
q.push(1);
st[1] = true; //判重数组, 队列中有重复的点没有意义
while (q.size()) {
int t = q.front();
q.pop();
st[t] = false;
for (int i = head[t]; i != -1; i = ne[i]) {
int j = e[i];
if (dist[j] > dist[t] + w[i]) {
dist[j] = dist[t] + w[i];
if (!st[j]) {
q.push(j);
st[j] = true;
}
}
}
}
if (dist[n] == 0x3f3f3f3f) {
return -1;
}
return dist[n];
}
int main()
{
cin >> n >> m;
memset(head, -1, sizeof head);
for (int i = 0; i < m; i++) {
int a, b, c;
cin >> a >> b >> c;
add(a, b, c);
}
int t = spfa();
if (t == -1) {
cout << "impossible" << endl;
}
else {
cout << dist[n] << endl;
}
return 0;
}