【bzoj 1611】 [Usaco2008 Feb]Meteor Shower流星雨 bfs

本文介绍了一个基于广度优先搜索(BFS)的算法,用于解决芙蓉哥哥如何在流星雨灾难中找到最快路径到达安全地带的问题。该算法首先记录每个位置被流星击中的最早时间,然后通过BFS遍历所有可达的安全位置,直到找到一个未被流星伤害的位置。

题目http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=1611
1611: [Usaco2008 Feb]Meteor Shower流星雨
Time Limit: 5 Sec Memory Limit: 64 MB
Submit: 1272 Solved: 557
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Description

去年偶们湖南遭受N年不遇到冰冻灾害,现在芙蓉哥哥则听说另一个骇人听闻的消息: 一场流星雨即将袭击整个霸中,由于流星体积过大,它们无法在撞击到地面前燃烧殆尽, 届时将会对它撞到的一切东西造成毁灭性的打击。很自然地,芙蓉哥哥开始担心自己的 安全问题。以霸中至In型男名誉起誓,他一定要在被流星砸到前,到达一个安全的地方 (也就是说,一块不会被任何流星砸到的土地)。如果将霸中放入一个直角坐标系中, 芙蓉哥哥现在的位置是原点,并且,芙蓉哥哥不能踏上一块被流星砸过的土地。根据预 报,一共有M颗流星(1 <= M <= 50,000)会坠落在霸中上,其中第i颗流星会在时刻 T_i (0 <= T_i <= 1,000)砸在坐标为(X_i, Y_i) (0 <= X_i <= 300;0 <= Y_i <= 300) 的格子里。流星的力量会将它所在的格子,以及周围4个相邻的格子都化为焦土,当然 芙蓉哥哥也无法再在这些格子上行走。芙蓉哥哥在时刻0开始行动,它只能在第一象限中, 平行于坐标轴行动,每1个时刻中,她能移动到相邻的(一般是4个)格子中的任意一个, 当然目标格子要没有被烧焦才行。如果一个格子在时刻t被流星撞击或烧焦,那么芙蓉哥哥 只能在t之前的时刻在这个格子里出现。请你计算一下,芙蓉哥哥最少需要多少时间才能到 达一个安全的格子。

Input

  • 第1行: 1个正整数:M * 第2..M+1行: 第i+1行为3个用空格隔开的整数:X_i,Y_i,以及T_i

Output

输出1个整数,即芙蓉哥哥逃生所花的最少时间。如果芙蓉哥哥无论如何都无法在流星雨中存活下来,输出-1

Sample Input

4

0 0 2

2 1 2

1 1 2

0 3 5

输入说明:

一共有4颗流星将坠落在霸中,它们落地点的坐标分别是(0, 0),(2, 1),(1, 1)

以及(0, 3),时刻分别为2,2,2,5。
Sample Output

5
HINT

思路
记录摧毁时刻;bfs至无伤点输出即可;

代码

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<queue>
using namespace std;
int t[309][309];
int d[309][309];
struct node{
    int x,y;
    node(int xx,int yy)
    {
        x=xx,y=yy;
    }
};
queue<node> q;
int n;
int dx[5]={0,-1,1,0,0};
int dy[5]={0,0,0,1,-1};

void solve()
{

    if(t[0][0]==9999999)
    {
        printf("0\n");
        return  ;
    }
    if(t[0][0]==0)
    {
        printf("-1\n");
        return  ;
    }

    d[0][0]=0;
    q.push(node(0,0));
    while(!q.empty())
    {
        node now=q.front();
        q.pop();

        for(int i=1;i<=4;i++)
        {
            int tx=now.x+dx[i];
            int ty=now.y+dy[i];
            if(tx>=0&&tx<=301&&ty>=0&&ty<=301&&d[tx][ty]==9999999&&t[tx][ty]>d[now.x][now.y]+1)
            {
                d[tx][ty]=d[now.x][now.y]+1;
                q.push(node(tx,ty));
                if(t[tx][ty]==9999999)
                {
                    printf("%d\n",d[tx][ty]);
                    return;
                }
            }

        }
    }
    printf("-1\n");
}
int aa,bb,cc;
int main()
{
    scanf("%d",&n);
    for(int i=0;i<=301;i++)
    for(int j=0;j<=301;j++)
    {
        t[i][j]=9999999;
        d[i][j]=9999999;
    }
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        scanf("%d%d%d",&aa,&bb,&cc);
        for(int i=0;i<5;i++)
        {
            int tx=dx[i]+aa;
            int ty=dy[i]+bb;

            if(tx>=0&&ty>=0)
            t[tx][ty]=min(cc,t[tx][ty]);
        }
    }
    solve();

}
题目描述 牛牛和她的朋友们正在玩一个有趣的游戏,他们需要构建一个有 $n$ 个节点的无向图,每个节点都有一个唯一的编号并且编号从 $1$ 到 $n$。他们需要从节点 $1$ 到节点 $n$ 找到一条最短路径,其中路径长度是经过的边权的和。为了让游戏更有趣,他们决定在图上添加一些额外的边,这些边的权值都是 $x$。他们想知道,如果他们添加的边数尽可能少,最短路径的长度最多会增加多少。 输入格式 第一行包含两个正整数 $n$ 和 $m$,表示节点数和边数。 接下来 $m$ 行,每行包含三个整数 $u_i,v_i,w_i$,表示一条无向边 $(u_i,v_i)$,权值为 $w_i$。 输出格式 输出一个整数,表示最短路径的长度最多会增加多少。 数据范围 $2 \leq n \leq 200$ $1 \leq m \leq n(n-1)/2$ $1 \leq w_i \leq 10^6$ 输入样例 #1: 4 4 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 1 5 输出样例 #1: 5 输入样例 #2: 4 3 1 2 1 2 3 2 3 4 3 输出样例 #2: 2 算法 (BFS+最短路) $O(n^3)$ 我们把问题转化一下,假设原图中没有添加边,所求的就是点 $1$ 到点 $n$ 的最短路,并且我们已经求出了这个最短路的长度 $dis$。 接下来我们从小到大枚举边权 $x$,每次将 $x$ 加入图中,然后再次求解点 $1$ 到点 $n$ 的最短路 $dis'$,那么增加的最短路长度就是 $dis'-dis$。 我们发现,每次加入一个边都需要重新求解最短路。如果我们使用 Dijkstra 算法的话,每次加入一条边需要 $O(m\log m)$ 的时间复杂度,总的时间复杂度就是 $O(m^2\log m)$,无法通过本题。因此我们需要使用更优秀的算法。 观察到 $n$ 的范围比较小,我们可以考虑使用 BFS 求解最短路。如果边权均为 $1$,那么 BFS 可以在 $O(m)$ 的时间复杂度内求解最短路。那么如果我们只是加入了一条边的话,我们可以将边权为 $x$ 的边看做 $x$ 条边的组合,每次加入该边时,我们就在原始图上添加 $x$ 条边,边权均为 $1$。这样,我们就可以使用一次 BFS 求解最短路了。 但是,我们不得不考虑加入多条边的情况。如果我们还是将边权为 $x$ 的边看做 $x$ 条边的组合,那么我们就需要加入 $x$ 条边,而不是一条边。这样,我们就不能使用 BFS 了。 但是,我们可以使用 Floyd 算法。事实上,我们每次加入边时,只有边权等于 $x$ 的边会发生变化。因此,如果我们枚举边权 $x$ 时,每次只需要将边权等于 $x$ 的边加入图中,然后使用 Floyd 算法重新计算最短路即可。由于 Floyd 算法的时间复杂度为 $O(n^3)$,因此总的时间复杂度为 $O(n^4)$。 时间复杂度 $O(n^4)$ 空间复杂度 $O(n^2)$ C++ 代码 注意点:Floyd算法计算任意两点之间的最短路径,只需要在之前的路径基础上加入新的边构成的新路径进行更新即可。
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