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洛谷 P3008 [USACO11JAN]Roads and Planes G(算法竞赛进阶指南,最短路径)

热度:0   发布时间:2023-12-13 19:37:53.0

算法竞赛进阶指南,357页,最短路径,拓扑排序
本题要点:
1、因为图有负权,不能只用dijkstra 来处理。直接用 spfa 算法,本题的数据会超时。
2、本题中,双向的道路是正数,而单向的航班,有可能是负权。如果在图中只加道路,那么图会分为几个连通块,
对于块内的点,通过堆优化的dijkstra算法更新最短路;
3、 把连通块的所有点都缩为一个点,再添加航路,则图变成了一个有向无环图,可以按拓扑顺序扫描,
线性时间求出最短路径。
4、 具体步骤:
a)求出每个点所在的连通块编号(c[i]), 统计每个连通块的总入度(deg[i])
b)建立一个队列 q(存放的是每个连通块的编号), 先把源点所在的连通块编号入队(c[st]), 再把所有总入度为0
的连通块编号入队。设d[st] = 0, 其余为 无穷大。
c)每次从队列 q中出队一个连通块的编号,对该连通块执行 dijkstra 算法(用堆优化),
扫描从x出发的所有边(x, y, z), 用 d[x] + z 去更新d[y],
如果 c[x] == c[y] (同一个连通块内), 把y插入堆;
如果 c[x] != c[y] (不在同一个连通块内), --deg[c[y]], 如果总入度为0,则把该连通块编号插入队列q的末尾
5、用 vector 存放每个连通块内的所有的节点编号(可以避免每次把某个连通块内的所有节点加入堆中,全盘扫描图中的所有节点)

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <vector>
using namespace std;
const int MaxN = 25010, MaxM = 150010, INF = 0x3f3f3f3f;
int head[MaxN], ver[MaxM], Next[MaxM], edge[MaxM], d[MaxN];
int n, r, f, st, tot, block_cnt;	// block_cnt连通块编号
bool vis[MaxN];
int c[MaxN];	//c[i]表示节点 i所在的连通块的编号
int deg[MaxN];	//第i个连通块的入度
vector <int> block[MaxN];void add(int x, int y, int z)
{
    ver[++tot] = y, edge[tot] = z, Next[tot] = head[x], head[x] = tot;
} void dfs(int x)
{
    c[x] = block_cnt;block[block_cnt].push_back(x);for(int i = head[x]; i; i = Next[i]){
    int y = ver[i];if(!c[y]){
    dfs(y);}}
}void solve()
{
    memset(d, 0x7f, sizeof d);memset(vis, false, sizeof vis);d[st] = 0;queue<int> q;	//存放连通块的编号q.push(c[st]);for(int i = 1; i <= block_cnt; ++i)	//把入度为0的连通块编号全部加入 队列{
    if(!deg[i])	{
    q.push(i);	}}while(q.size()){
    int id = q.front(); q.pop();priority_queue<pair<int , int> > pq;	//某个连通块int len = block[id].size();for(int i = 0; i < len; ++i){
    int indx = block[id][i];pq.push(make_pair(-d[indx], indx));}while(pq.size()){
    int x = pq.top().second; pq.pop();if(vis[x])	continue;vis[x] = true;for(int i = head[x]; i; i = Next[i]){
    int y = ver[i], z = edge[i];if(d[y] > d[x] + z){
    d[y] = d[x] + z;if(c[x] == c[y]){
    pq.push(make_pair(-d[y], y));}}if(c[x] != c[y] && !--deg[c[y]]){
    q.push(c[y]);	}}}}for(int i = 1; i <= n; ++i){
    if(d[i] > INF){
    printf("NO PATH\n");}else{
    printf("%d\n", d[i]);}}
}int main()
{
    scanf("%d%d%d%d", &n, &r, &f, &st);int x, y, z;for(int i = 0; i < r; ++i){
    scanf("%d%d%d", &x, &y, &z);add(x, y, z);add(y, x, z);}for(int i = 1; i <= n; ++i){
    if(!c[i]){
    ++block_cnt;dfs(i);	}}for(int i = 0; i < f; ++i){
    scanf("%d%d%d", &x, &y, &z);add(x, y, z);deg[c[y]]++;}solve();return 0;
}/* 6 3 3 4 1 2 5 3 4 5 5 6 10 3 5 -100 4 6 -100 1 3 -10 *//* NO PATH NO PATH 5 0 -95 -100 */
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