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  • 单源最短路(dijkstra)

    (*^▽^*),忽然发现一个惊天大秘密!!(好吧也有可能是因为之前太菜所以没有发现qwq)

    那就是!dij 和prim 的板子好像是一样的哎 (*╹▽╹*)

    就是说他们的思想好像是一样的,而且前面的内容,不管是变量的设置,还是queue的设置,好像..都差不多??

    看一下哈:

    prim:

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    
    int n,m;
    vector<pair<int,int> > v[1020000];
    
    struct node{
        int x,w;
        node(int a=0,int b=0)
        {
            x=a;
            w=b;
        }
    }; 
    
    void add(int x,int y,int z)
    {
        v[x].push_back(make_pair(y,z)); 
    }
    
    bool operator < (const node &a,const node &b)
    {
        return a.w >b.w ;
    }
    
    priority_queue<node> q;
    
    int dis[1020000];
    bool vis[1020000];
    
    int main()
    {
    //    freopen("in.txt","r",stdin);
        cin>>n>>m;
        for(int i=1;i<=m;i++)
        {
            int a,b,c;
            cin>>a>>b>>c;
            add(a,b,c);
            add(b,a,c);
        }
        
        memset(dis,0x3f,sizeof(dis));
        
        dis[1]=0;
        q.push(node(1,dis[1]));
        int sum=0;
        int tot=1;
        
        
        while(!q.empty())
        {
            int x=q.top().x;
            q.pop();
            if(vis[x]) continue;
            vis[x]=1;
            tot++;
            sum+=dis[x];
            for(int i=0;i<v[x].size();i++)
            {
                int y=v[x][i].first;
                int z=v[x][i].second;
                if(dis[y]>z)
                {
                    dis[y]=z;
                    q.push(node(y,dis[y]));
                 } 
            }
         } 
         
         if(tot<n-1) cout<<"orz";
         else cout<<sum;
         return 0;
        
        
    }

    dij:

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    
    int n,m,s;
    vector<pair<int,int> > v[1020000];
    int d[1020000];
    bool vis[1020000];
    
    struct node{
        int x,w;
        node(int a=0,int b=0)
        {
            x=a;
            w=b;
        }
    };
    
    priority_queue<node> q;
    
    bool operator < (const node &a,const node &b)
    {
        return a.w >b.w ;
    }
    
    void add(int x,int y,int z)
    {
        v[x].push_back(make_pair(y,z));
    } 
    
    int main()
    {
        cin>>n>>m>>s;
        for(int i=1;i<=m;i++)
        {
            int a,b,c;
            cin>>a>>b>>c;
            add(a,b,c);
    //        add(b,a,c);
        }
        
        memset(d,0x3f,sizeof(d));
        
        d[s]=0;
        q.push(node(s,d[s]));
        while(!q.empty())
        {
            int x=q.top().x;
            q.pop();
            if(vis[x]) continue;
            vis[x]=1;
            for(int i=0;i<v[x].size();i++)
            {
                int y=v[x][i].first;
                int w=v[x][i].second;
                if(d[y]>d[x]+w)
                {
                    d[y]=d[x]+w;
                    q.push(node(y,d[y])); 
                }
            }
         } 
         
         for(int i=1;i<=n;i++) cout<<d[i]<<" ";
         return 0; 
        
    }

    主要看前面!!是不是几乎一样?!

    不一样的点其实只有一下几个:
    1.访问x节点的子节点y时,对于d[x]的修改方式不同

    2.在取出队首元素标记访问的时候,prim因为最后要判断到底可不可以生成树,所以还要多加一步记录访问节点个数,但是dij却不需要

    好啦,其实prim和dij好像只有以上两点区别,详细介绍还是看下面吧qwq

    这里介绍 Dijkstra 算法,它是一个应用最为广泛的、名气也是最大的单源最短路径算法Dijkstra 算法有一定的局限性:它所处理的图中不能有负权边

    「前提:图中不能有负权边」

    换句话说,如果一张图中,但凡有一条边的权值是负值,那么使用 Dijkstra 算法就可能得到错误的结果不过,在实际生活中所解决的问题,大部分的图是不存在负权边的

    如:有一个路线图,那么从一点到另外一点的距离肯定是一个正数,所以,虽然 Dijkstra 算法有局限性,但是并不影响在实际问题的解决中非常普遍的来使用它

    看如下实例:

    (1)初始

       

    左边是一张连通带权有向图,右边是起始顶点 0 到各个顶点的当前最短距离的列表,起始顶点 0 到自身的距离是 0

    (2)将顶点 0 进行标识,并作为当前顶点

       

    对当前顶点 0 的所有相邻顶点依次进行松弛操作,同时更新列表从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小的顶点,即 顶点 2,就可以说,起始顶点 0 到顶点 2 的最短路径即 0 -> 2

    因为:图中没有负权边,即便存在从顶点 1 到顶点 2 的边,也不可能通过松弛操作使得从起始顶点 0 到顶点 2 的距离更小

    图中没有负权边保证了:对当前顶点的所有相邻顶点依次进行松弛操作后,只要能从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小的顶点,就能确定起始顶点到该顶点的最短路径

    (3)将顶点 2 进行标识,并作为当前顶点

       

        

       (4)对当前顶点 2 的相邻顶点 1 进行松弛操作,同时更新列表

       

    (5)对当前顶点 2 的相邻顶点 4 进行松弛操作,同时更新列表

       

       

    (6)对当前顶点 2 的相邻顶点 3 进行松弛操作,同时更新列表

       

       

       

    从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小的顶点,即 顶点 1,

    就可以说,起始顶点 0 到顶点 1 的最短路径即 0 -> 2 -> 1

    (7)将顶点 1 进行标识,并作为当前顶点

       

       

       

       

       

    (8)对当前顶点 1 的相邻顶点 4 进行松弛操作,同时更新列表

       

    从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小的顶点,即 顶点 4,就可以说,起始顶点 0 到顶点 4 的最短路径即 0 -> 2 -> 1 -> 4

    (9)将顶点 4 进行标识,并作为当前顶点

       

       

    当前顶点 4 没有相邻顶点,不必进行松弛操作

    从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小的顶点,即 顶点 3,就可以说,起始顶点 0 到顶点 3 的最短路径即 0 -> 2 -> 3

    (10)将顶点 3 进行标识,并作为当前顶点

       

       

       

    对当前顶点 3 的相邻顶点 4 进行松弛操作,发现不能通过松弛操作使得从起始顶点 0 到顶点 4 的路径更短,所以保持原有最短路径不变至此,列表中不存在未标识顶点,Dijkstra 算法结束,找到了一棵以顶点 0 为根的最短路径树

    Dijkstra 算法的过程总结:

    第一步:从起始顶点开始

    第二步:对当前顶点进行标识

    第三步:对当前顶点的所有相邻顶点依次进行松弛操作

    第四步:更新列表

    第五步:从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小

           的顶点,作为新的当前顶点

    第六步:重复第二步至第五步,直到列表中不存在未标识顶点

    Dijkstra 算法主要做两件事情:

    (1)从列表中找最值

    (2)更新列表

    显然,借助最小索引堆作为辅助数据结构,就可以非常容易地实现这两件事情

    最后,Dijkstra 算法的时间复杂度:O(E*logV)

    转自:https://blog.csdn.net/qq_35644234/article/details/60870719

    @ Ouyang_Lianjun

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