【PAT】1087. All Roads Lead to Rome

本文详细介绍了Dijkstra算法的应用及实现过程,并通过一个具体的编程实例进行讲解。针对输入处理等常见问题给出了调试技巧,强调了正确处理边界条件的重要性。

考查点:Dijkstra

提交情况:输入处理没做好,结果调了半天。。。虽然没报错,是因为输入是字符串,所以最后接受的是空串,注意这里输入是n-1而不是n。。还有以后调试多输出中间结果,比较快。本题思路直接套dj算法,在维护几个数组增加判断情况即可

#define LOCAL
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <set>
#include <queue>
#include <stack>
#define FOR(i, x, y) for(int i = x; i <= y; i++)
#define rFOR(i, x, y) for(int i = x; i >= y; i--)
#define MAX 220
#define oo 0x3f3f3f3f
using namespace std;

int G[MAX][MAX],pre[MAX],dis[MAX],vis[MAX],n,m;
int w[MAX],cost[MAX],avg[MAX],num[MAX];
map<string,int> mp;
int path[MAX];
map<int,string> pm;
int cnt=1;
int getId(string st)
{
    if(mp.find(st)!=mp.end()){
        return mp[st];
    }else{
        mp[st]=cnt;
        pm[cnt]=st;
        return cnt++;
    }
}
void DJ(int s)
{
    fill(dis,dis+MAX,oo);
    fill(cost,cost+MAX,oo);
    dis[s]=0,cost[s]=0;num[s]=0;path[s]=1;
    FOR(i,0,n)pre[i]=-1;
    FOR(i,1,n)
    {
        int MIN=oo,u=-1;
        FOR(j,0,n-1)
        {
            if(vis[j]==0&&MIN>dis[j]){
                MIN=dis[j];
                u=j;
            }
        }
        if(u==-1)return;
        vis[u]=1;
        FOR(v,0,n-1)
        {
            if(vis[v]==0&&G[v][u]!=oo)
            {
                if(dis[v]>dis[u]+G[u][v]){
                    dis[v]=dis[u]+G[u][v];
                    cost[v]=cost[u]+w[v];
                    pre[v]=u;
                    num[v]=num[u]+1;
                    path[v]=path[u];

                }else if(dis[v]==dis[u]+G[u][v]){
                    path[v]+=path[u];
                    if(cost[v]<cost[u]+w[v]){
                        cost[v]=cost[u]+w[v];
                        pre[v]=u;
                        num[v]=num[u]+1;
                    }else if(cost[v]==cost[u]+w[v]){
                        if(num[v]>num[u]+1){
                            num[v]=num[u]+1;
                            pre[v]=u;
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}

void DFS(int s,int d)
{
    if(d==s){
        cout<<pm[s];return;
    }
    DFS(s,pre[d]);
    cout<<"->"<<pm[d];
}

int main()
{
     #ifdef LOCAL
        freopen("data.in","r",stdin);
        freopen("data.out","w",stdout);
    #endif // LOCAL

    int x;
    fill(G[0],G[0]+MAX*MAX,oo);
    string st;
    cin>>n>>m>>st;
    mp[st]=0;pm[0]=st;
    FOR(i,1,n-1)
    {

        cin>>st;
        int id=getId(st);
        cin>>w[id];

    }
    string s1,s2;
    FOR(i,1,m)
    {
        cin>>s1>>s2>>x;
        int id1=mp[s1],id2=mp[s2];
        G[id1][id2]=G[id2][id1]=x;

    }
    DJ(0);

    int id=getId("ROM");
    printf("%d %d %d %d\n",path[id],dis[id],cost[id],cost[id]/num[id]);
    DFS(0,id);
    return 0;
}         


<think>好的,我需要帮助用户理解代码`self.all_roads_: List[List[QPointF, None], None] = []`的含义。首先,用户可能对类型注解的语法不太熟悉,特别是涉及到嵌套列表和可能存在`None`的情况。 首先,我应该检查这个类型注解是否正确。Python中的`typing.List`通常需要指定单一类型参数,例如`List[int]`。如果列表包含多种类型,应该使用`Union`,比如`List[Union[QPointF, None]]`。但用户写的`List[List[QPointF, None], None]`看起来有问题,因为`List`的第二个参数应该是类型,而这里可能混淆了嵌套结构。 接下来,我需要解释用户可能的意图。他们可能想定义一个二维列表,其中每个子列表包含`QPointF`对象或`None`,并且整个外层列表也可能为`None`。但正确的写法应该是`List[Optional[List[Optional[QPointF]]]]`,或者更清晰的分层定义。 然后,我应该指出当前代码中的语法错误,并给出修正建议。例如,使用`Union`或`Optional`来组合类型,并正确嵌套`List`。同时,提醒用户`None`在类型注解中的正确用法,以及如何初始化这样的结构。 可能用户在使用PyQt的QPointF,所以需要确认是否导入了相关模块。另外,类型注解在运行时不会有强制检查,建议使用mypy等工具进行静态检查,或者添加运行时验证。 最后,总结正确的写法,并提供一个示例,帮助用户理解如何正确声明和初始化这样的嵌套列表结构。</think>在 Python 类型注解中,`self.all_roads_: List[List[QPointF, None], None] = []` 的写法存在 **语法错误** 且 **语义不清晰**。以下是逐层解析和修正方案: --- ### 错误分析 #### 1. **类型注解语法错误** - `List` 的泛型参数必须是 **单一类型** 或 **联合类型**,例如: ```python List[QPointF] # 列表元素只能是 QPointF 对象 List[Union[QPointF, int]] # 元素可以是 QPointF 或 int ``` - 原代码 `List[List[QPointF, None], None]` 试图在 `List` 中定义多个类型参数(`QPointF` 和 `None`),这在 Python 类型系统中是无效的。 #### 2. **嵌套结构语义不明确** - `List[List[QPointF, None], None]` 可能想表达两种含义: - 外层列表元素可以是 `List[QPointF 或 None]` 或 `None` - 内层列表元素可以是 `QPointF` 或 `None` --- ### 正确注解方案 #### 场景假设 假设该变量需要表示: - 一个**道路集合**(外层列表) - 每条道路由多个 **坐标点(`QPointF`)** 或 **空值(`None`)** 组成(内层列表) - 整个道路集合可能为空(即外层列表元素为 `None`) #### 修正代码 ```python from typing import List, Optional, Union from PyQt5.QtCore import QPointF # 假设 QPointF 来自 PyQt class YourClass: def __init__(self): # 明确注解:外层列表可包含子列表或 None,子列表可包含 QPointF 或 None self.all_roads_: List[Optional[List[Optional[QPointF]]]] = [] ``` --- ### 分层解析 | 结构层级 | 类型注解 | 说明 | |---------------|---------------------------|----------------------------------------------------------------------| | **外层列表** | `List[...]` | 存储所有道路的集合 | | **中间层** | `Optional[...]` | 每条道路可能为 `None`(例如未初始化或占位符) | | **内层列表** | `List[Optional[QPointF]]` | 每条道路由多个坐标点组成,坐标点可为 `QPointF` 或 `None`(例如缺失点) | --- ### 使用示例 ```python # 创建对象 obj = YourClass() # 添加一条有效道路(包含两个坐标点) road1 = [QPointF(10, 20), QPointF(30, 40)] obj.all_roads_.append(road1) # 添加一条带缺失点的道路 road2 = [QPointF(50, 60), None, QPointF(70, 80)] obj.all_roads_.append(road2) # 添加一个空占位符 obj.all_roads_.append(None) # 访问数据 if obj.all_roads_[0] is not None: first_point = obj.all_roads_[0][0] # 类型提示会识别为 Optional[QPointF] ``` --- ### 常见问题解决方案 #### 1. **类型检查工具(如 mypy)报错** ```bash error: List expects exactly one type argument ``` **修正方法**:用 `Union` 或 `Optional` 组合多类型: ```python # 错误写法 List[QPointF, None] # 正确写法 List[Union[QPointF, None]] 或 List[Optional[QPointF]] # Optional[X] 等价于 Union[X, None] ``` #### 2. **运行时类型不匹配** Python 类型注解 **不会强制检查类型**,若需运行时验证: ```python from typing import List, Optional from PyQt5.QtCore import QPointF class RoadValidator: @staticmethod def validate_road(road: Optional[List[Optional[QPointF]]]) -> bool: if road is None: return True # 允许空占位符 return all(isinstance(point, (QPointF, type(None))) for point in road) # 使用示例 if not RoadValidator.validate_road(road1): raise ValueError("非法道路数据") ``` #### 3. **性能优化建议** - 若需高频访问坐标点,可用 `numpy` 替代嵌套列表: ```python import numpy as np from PyQt5.QtCore import QPointF # 将 QPointF 转换为 NumPy 数组 road_np = np.array([[p.x(), p.y()] if p is not None else [np.nan, np.nan] for p in road1]) ``` - 使用掩码处理 `None` 值: ```python mask = [point is not None for point in road2] valid_points = [point for point in road2 if point is not None] ``` --- ### 技术栈推荐 | 需求场景 | 推荐方案 | 工具链 | |------------------|----------------------------------|---------------------| | 严格类型检查 | `mypy` + `pydantic` 模型验证 | mypy, pydantic | | 高性能坐标处理 | 转换为 NumPy 数组 | numpy, numba | | 图形界面交互 | 直接使用 `QPointF` 列表 | PyQt5, PySide6 | | 数据持久化 | 序列化为 JSON 或二进制格式 | pickle, msgpack | --- 通过明确分层类型注解和结合业务场景选择工具,可以显著提升代码可维护性和可靠性。
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