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  • 3371 【模板】单源最短路径(Dijsktra)

    题目描述

    如题,给出一个有向图,请输出从某一点出发到所有点的最短路径长度。

    输入输出格式

    输入格式:

    第一行包含三个整数N、M、S,分别表示点的个数、有向边的个数、出发点的编号。

    接下来M行每行包含三个整数Fi、Gi、Wi,分别表示第i条有向边的出发点、目标点和长度。

    输出格式:

    一行,包含N个用空格分隔的整数,其中第i个整数表示从点S出发到点i的最短路径长度(若S=i则最短路径长度为0,若从点S无法到达点i,则最短路径长度为2147483647)

    代码:

     1 #include<iostream>
     2 #include<algorithm>
     3 #include<queue>
     4 using namespace std;
     5 struct edge{
     6     int k;//终点 
     7     int w;//边权 
     8     //node(int kk, int ww):k(kk), w(ww){}
     9 };
    10 bool operator <(const edge&n1, const edge&n2){
    11     return n1.w>n2.w;
    12 }
    13 priority_queue<edge>pq;
    14 vector<vector<edge> >v;
    15 const int inf = 2147483647;
    16 bool used[10010];
    17 int d[10010];
    18 
    19 int main(){
    20     int n, m, s;
    21     cin>>n>>m>>s;
    22     v.clear();
    23     v.resize(m+1);
    24     int i, j;
    25     edge p;//(0, 0);
    26     for(i = 1; i <= m; i++){
    27         int a, b, c;
    28         cin>>a>>b>>c;
    29         p.k = b;
    30         p.w = c;
    31         v[a].push_back(p);
    32     }
    33     for(i = 1; i <= n; i++) d[i] = inf;
    34     d[s] = 0;
    35     p.k = s;
    36     p.w = 0;
    37     pq.push(p);
    38     while(!pq.empty()){
    39         p = pq.top();
    40         pq.pop();
    41         if(used[p.k])//已经求出了最短路 
    42             continue;
    43         used[p.k] = true;
    44         d[p.k] = p.w;
    45         for(i = 0; i < v[p.k].size(); i++){
    46             edge q;
    47             q.k = v[p.k][i].k;
    48             if(!used[q.k]&&d[q.k]>p.w+v[p.k][i].w){
    49                 q.w = p.w + v[p.k][i].w;
    50                 pq.push(q);
    51             }
    52         } 
    53     } 
    54     for(i=1; i<=n; i++)
    55         cout<<d[i]<<" ";
    56     return 0;
    57 } 

    备注:

    加堆优化的dijkstra模板。开始是照着gw的ppt写的,然后瞪了一个小时也没看懂for循环里面那几行,已经觉得人生绝望了。zmj帮我把程序改成了现在这样便于理解的状态,现在我要继续解析一下,边写边想。

    用vector<vector<edge>>存图,结构体表示一条边,元素包括边权和终点编号。d[i]表示从源点到编号为i的点的最短距离。

    首先把源点push进堆。然后进入while循环。

    加堆是如何实现优化的呢?就是因为堆顶元素自动就是最近的元素。

    取堆顶元素p(按照定义,这时p边所连的点p.k是堆里w最小,即距离“已选点集”最近的点),将p弹出(必须现在弹出,不能松弛完了再弹)。如果发现p.k是已经用过的点了,则跳过。如果是一个新的点,则将其标记。(pop出的点集就是“已选点集,他们全都used过了)

    哎呀,写出来果然清楚多了。因为现在p.k是距离已选点集最近的点,所以它的d值其实已经确定了,于是更新(现在的d就是最终结果)。事实上现在p.k已经是我们选中的点了(即加入点集),接下来做的就是松弛跟它相连的点。

    依次遍历与p.k相连的点,即q.k,如果q.k没有用过,并且d值比新路径大,则更新q.w(为什么不更新d值?因为这时d值还没有确定,当然更新也是可以的,但没这个必要。因为当它弹出去时的w值就是最终的d值,所以在这里只更新q.w就可以了),更新完了就把它push进堆,这样下一轮好直接取堆顶元素。

    靠,我现在终于想明白了!为什么gw要那么写。因为d值在这里实际上一直是无穷大啊。所以这句根本是废话。弹出去的时候再更新就直接是最终的结果了啊。

    再补充一句,为什么可以不用比较就直接给q.w赋值。因为赋值完了都是要把新q push进堆里的,我们总是取堆里最小的,所以那些不够小的push进去根本就无所谓,到时候就又都原封不动地弹出来了。

    这个道理我tm想了一下午。写博客真是有奇效。

    好了,我要附上gw的原代码写法了。orz

     1 #include<iostream>
     2 #include<algorithm>
     3 #include<queue>
     4 using namespace std;
     5 struct edge{
     6     int k;//终点 
     7     int w;//边权 
     8     //node(int kk, int ww):k(kk), w(ww){}
     9 };
    10 bool operator <(const edge&n1, const edge&n2){
    11     return n1.w>n2.w;
    12 }
    13 priority_queue<edge>pq;
    14 vector<vector<edge> >v;
    15 const int inf = 2147483647;
    16 bool used[10010];
    17 int d[10010];
    18 
    19 int main(){
    20     int n, m, s;
    21     cin>>n>>m>>s;
    22     v.clear();
    23     v.resize(m+1);
    24     int i, j;
    25     edge p;//(0, 0);
    26     for(i = 1; i <= m; i++){
    27         int a, b, c;
    28         cin>>a>>b>>c;
    29         p.k = b;
    30         p.w = c;
    31         v[a].push_back(p);
    32     }
    33     for(i = 1; i <= n; i++) d[i] = inf;
    34     d[s] = 0;
    35     p.k = s;
    36     p.w = 0;
    37     pq.push(p);
    38     while(!pq.empty()){
    39         p = pq.top();
    40         pq.pop();
    41         if(used[p.k])//已经求出了最短路 
    42             continue;
    43         used[p.k] = true;
    44         d[p.k] = p.w;
    45         for(i = 0; i < v[p.k].size(); i++){
    46             edge q;
    47             q.k = v[p.k][i].k;
    48             if(used[q.k])continue;
    49             q.w = p.w + v[p.k][i].w;
    50             pq.push(q);
    51         } 
    52     } 
    53     for(i=1; i<=n; i++)
    54         cout<<d[i]<<" ";
    55     return 0;
    56 } 

    相信这一下午没有白费,对dijkstra的理解应该还是很深刻的(这样安慰自己)。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/fangziyuan/p/6023467.html
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