给巧克力【SPFA】

题目大意:
给出一个无向图,求给出的MMSTT 经过1号点 的最短路。
Input

6 7 3 
1 2 3 
5 4 3 
3 1 1 
6 1 9 
3 4 2 
1 4 4 
3 2 2 
2 4 
5 1 
3 6 

OutputOutput

6 
6 
10 

思路:
首先,最朴素的想法,求SS到点1的最短路,再求点1到T的最短路。时间复杂度O(m×ke)O(m×ke)mm为一个玄学的较大常数。直接放弃。
然后,经过一波思(瞎)考(搞),终于发现这是个无向图,然后经过严谨的思维推理,得出S到点1的最短路其实就是从点1到SS的最短路!
请证明。

证明:
这还用说吗?无向图两点相互的最短路不是一样的吗?
证毕。

那么我们就从点1跑SPFA,将SS看做T1TT看做T2,求出dis[t1]+dis[t2]dis[t1]+dis[t2]就可以了。


代码:

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;

const int inf=99999999;
int n,m,k,r,t1,t2,s,dis[200001],vis[200001],head[200001],d,x,y,sum;

struct edge  //结构体
{
    int to,dis,next;
}e[200001];

void add(int from,int to,int d)  //邻接表
{
    r++;
    e[r].dis=d;
    e[r].to=to;
    e[r].next=head[from];
    head[from]=r;
}

void spfa()  //跑最短路
{
    queue<int> q;
    for (int i=1;i<=n;i++)  //初始化
    {
        vis[i]=0;
        dis[i]=inf;
    }
    q.push(s);  //就是将点1插入
    vis[s]=1;
    dis[s]=0;
    while (q.size())
    {
        int u=q.front();
        q.pop();
        vis[u]=0;
        for (int i=head[u];i;i=e[i].next)  
        {
            int v=e[i].to;
            if (dis[v]>dis[u]+e[i].dis)  //更新最短路
            {
                dis[v]=dis[u]+e[i].dis;
                if (!vis[v])
                {
                    vis[v]=1;
                    q.push(v);
                }
            }
        }
    }
}

int main()
{
    scanf("%d%d%d",&n,&m,&k);
    for (int i=1;i<=m;i++)
    {
        scanf("%d%d%d",&x,&y,&d);
        add(x,y,d);
        add(y,x,d);  //无向图
    }
    s=1;
    spfa();
    for (int j=1;j<=k;j++)  //k问
    {
        sum=0;
        scanf("%d%d",&t1,&t2);
        sum+=dis[t1];
        sum+=dis[t2];
        printf("%d\n",sum);
    }
    return 0;
}
### SPFA算法简介 SPFA(Shortest Path Faster Algorithm)是一种用于解决带有负权边的单源短路径问题的算法[^2]。该算法是对经典的Bellman-Ford算法的一种优化,通过引入队列机制减少冗余计算,提升了处理效率。 #### 特点与适用范围 作为一种高效的短路径查找方法,SPFA尤其适合于存在负权重边的情况,并能够有效检测是否存在负权回路[^1]。对于稀疏图而言,其实际性能往往优于传统的Dijkstra算法[^4]。 ### 工作原理概述 核心思想在于利用先进先出(FIFO)队列存储待更新距离信息的节点集合。每当某个节点的距离被成功缩短时,则将其相邻节点加入队列等待进一步探索。此过程持续至无任何可改善为止。 具体流程如下: - 初始化起点到各目标结点间的初始预估值; - 将起始位置压入队列开始迭代; - 对当前访问元素关联的所有邻接关系实施松弛操作; - 若某次调整导致新发现更优路线且对应终点尚未处于排队状态,则追加进列表继续考察直至收敛完成。 ### 时间复杂度分析 理论上讲,在极端条件下(即所有可能情形均需经历完整轮询),SPFA的时间消耗会退化成同等于原始版本O(n*m)[^3];不过实践中多数时候表现得更好些,大约维持在线性级别左右O(k*m),这里k代表一个小得多的比例因子。 ### 实现样例 以下是Python语言下的简单实现方式: ```python from collections import deque, defaultdict def spfa(graph, start_node): dist = {node: float('inf') for node in graph} dist[start_node] = 0 queue = deque([start_node]) while queue: current_node = queue.popleft() for neighbor, weight in graph[current_node]: potential_new_dist = dist[current_node] + weight if potential_new_dist < dist[neighbor]: dist[neighbor] = potential_new_dist if neighbor not in queue: queue.append(neighbor) return dist ``` 上述代码片段定义了一个名为`spfa`的功能函数接收两个参数:一个是描述网络结构的数据字典形式graph;另一个是指定出发端口编号start_node。终返回值dist记录着由指定根部抵达各个分支末端所需的小累计开销。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值