无负环
Dijkstra 迪杰斯特拉算法 采用的贪心的策略
每次遍历到始点距离最近且未访问过的顶点的邻接节点,直到扩展到终点为止
Dijkstra求最短路 I
给定一个 n 个点 m 条边的有向图,图中可能存在重边和自环,所有边权均为正值。
请你求出 1 号点到 n 号点的最短距离,如果无法从 1 号点走到 n 号点,则输出 −1。
输入格式
第一行包含整数 n和 m。
接下来 m 行每行包含三个整数 x,y,z,表示存在一条从点 x 到点 y 的有向边,边长为 z。
输出格式
输出一个整数,表示 1 号点到 n 号点的最短距离。
如果路径不存在,则输出 −1。
数据范围
1≤n≤500
1≤m≤10^5(稠密图)
图中涉及边长均不超过10000。
输入样例:
3 3
1 2 2
2 3 1
1 3 4
输出样例:
3
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
using namespace std;
const int N=550;
int g[N][N];//存储各个边之间的距离
int dist[N];//1到各个点之间的距离
bool st[N];//标记数组
int n,m;
int dijkstra()
{
memset(dist,0x3f,sizeof dist);
dist[1]=0;
for(int i=1;i<=n;i++)
{
int t=-1;//将t设置为-1 因为Dijkstra算法适用于不存在负权边的图
//每次都找到距离没有被标记并且距离原点最近的点
for(int j=1;j<=n;j++)
{
if(!st[j]&&(t==-1||dist[t]>dist[j])) t=j;
}
st[t]=1;//找到距离原点还没有被标记的最近的点 标记
//找到最近的点 然后取更新
for(int j=1;j<=n;j++)
{
dist[j]=min(dist[j],dist[t]+g[t][j]);
}
}
return dist[n];
}
int main()
{
cin>>n>>m;
memset(g,0x3f,sizeof g);
while(m--)
{
int a,b,c;cin>>a>>b>>c;
g[a][b]=min(g[a][b],c);
}
int num=dijkstra();
if(num==0x3f3f3f3f) cout<<"-1"<<endl;
else cout<<num<<endl;
return 0;
}
Dijkstra求最短路 II(堆优化版)
给定一个 n 个点 m 条边的有向图,图中可能存在重边和自环,所有边权均为非负值。
请你求出 1 号点到 n 号点的最短距离,如果无法从 1 号点走到 n 号点,则输出 −1。
输入格式
第一行包含整数 n 和 m。
接下来 m 行每行包含三个整数 x,y,z 表示存在一条从点 x 到点 y 的有向边,边长为 z。
输出格式
输出一个整数,表示 1 号点到 n 号点的最短距离。
如果路径不存在,则输出 −1。
数据范围
1≤n,m≤1.5×10^5(稀疏图)
图中涉及边长均不小于 0,且不超过 10000。
数据保证:如果最短路存在,则最短路的长度不超过 10^9。
输入样例:
3 3
1 2 2
2 3 1
1 3 4
输出样例:
3
利用小根堆 直接找出距离原点最近的点O(1) 然后取更新与它相关的点即可
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<queue>
using namespace std;
typedef pair<int,int>PII;
const int N=1e6+10;
int dist[N];
int h[N],ne[N],e[N],w[N],idx;
bool st[N];
int n,m;
void add(int a,int b,int c)
{
e[idx]=b;//存储结点
w[idx]=c;//边权
ne[idx]=h[a];//改变指向
h[a]=idx;
idx++;
}
int dijkstra()
{
memset(dist,0x3f,sizeof dist);//初始化
dist[1]=0;//原点到原点之间的距离是0
priority_queue<PII,vector<PII>,greater<PII> >heap;//小根堆
heap.push({0,1});//先存储距离 在存储节点 pair是按照第一个去排大小的然后再是第二个
while(heap.size())
{
//选取距离原点最小的点
auto t=heap.top();
heap.pop();
int ver=t.second,distance=t.first;
if(st[ver]) continue;//若是标记过就不进行下面的更新了
st[ver]=true;
for(int i=h[ver];i!=-1;i=ne[i])
{
/*在建表的过程中 e[idx]=b,w[idx]=c,ne[idx]=h[a],
h[a]=idx(此时已经改变了h[a]的值,h[a]的值不在是-1 h[a]代表了新的idx指向了b 此时b的ne[]指向了-1)
h[a]=idx 便是b的idx 故e[i]是点 w[i]是 a到b的权重
idx++
*/
//更改与之相邻的边
int j=e[i];
if(dist[j]>dist[ver]+w[i])
{
dist[j]=dist[ver]+w[i];
heap.push({dist[j],j});
}
}
}
return dist[n];
}
int main()
{
memset(h,-1,sizeof h);
cin>>n>>m;
while(m--)
{
int a,b,c;cin>>a>>b>>c;
add(a,b,c);
}
int t=dijkstra();
if(t==0x3f3f3f3f) cout<<"-1"<<endl;
else cout<<t<<endl;
return 0;
}
有负环 spfa 算法
spfa求最短路
给定一个 n 个点 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 1 号点到 n 号点的最短距离,如果无法从 1 号点走到 n 号点,则输出 impossible
。
数据保证不存在负权回路。
输入格式
第一行包含整数 n 和 m。
接下来 m 行每行包含三个整数 x,y,z,表示存在一条从点 x 到点 y 的有向边,边长为 z。
输出格式
输出一个整数,表示 1 号点到 n 号点的最短距离。
如果路径不存在,则输出 impossible
。
数据范围
1≤n,m≤10^5,
图中涉及边长绝对值均不超过 10000。
输入样例:
3 3
1 2 5
2 3 -3
1 3 4
输出样例:
2
热浪
德克萨斯纯朴的民众们这个夏天正在遭受巨大的热浪!!!
他们的德克萨斯长角牛吃起来不错,可是它们并不是很擅长生产富含奶油的乳制品。
农夫John此时身先士卒地承担起向德克萨斯运送大量的营养冰凉的牛奶的重任,以减轻德克萨斯人忍受酷暑的痛苦。
John已经研究过可以把牛奶从威斯康星运送到德克萨斯州的路线。
这些路线包括起始点和终点一共有 T 个城镇,为了方便标号为 1 到 T。
除了起点和终点外的每个城镇都由 双向道路 连向至少两个其它的城镇。
每条道路有一个通过费用(包括油费,过路费等等)。
给定一个地图,包含 C 条直接连接 2 个城镇的道路。
每条道路由道路的起点 Rs,终点 Re 和花费 Ci 组成。
求从起始的城镇 Ts 到终点的城镇 Te 最小的总费用。
输入格式
第一行: 4 个由空格隔开的整数: T,C,Ts,TeT
第 2 到第 C+1行: 第 i+1 行描述第 i 条道路,包含 3 个由空格隔开的整数: Rs,Re,Ci。
输出格式
一个单独的整数表示从 Ts 到 Te 的最小总费用。
数据保证至少存在一条道路。
数据范围
1≤T≤2500
1≤C≤6200
1≤Ts,Te,Rs,Re≤T
1≤Ci≤1000
输入样例:
7 11 5 4
2 4 2
1 4 3
7 2 2
3 4 3
5 7 5
7 3 3
6 1 1
6 3 4
2 4 3
5 6 3
7 2 1
输出样例:
7