PAT L2-1. 紧急救援 (Dijkstra扩展)

本文详细介绍了PAT考试中L2-1紧急救援的题目内容,包括城市的应急救援队伍如何通过全国地图上的快速道路前往指定目的地。题目要求求解最短路径并最大化救援队伍数量。输入格式包含城市数、道路数、起始和终点城市,以及各城市的救援队数量和道路长度。输出应给出最短路径数量和路径详情。参考博客提供了题目的解题思路和解决方案。
“L2 - 001紧急救援”通常是PAT(Programming Ability Test)天梯赛的一道题目。这道题主要涉及图论中的最短路径问题,并且加入了一些额外的条件。 ### 问题描述 在一个城市的地图中,每个节点代表一个地点,边代表地点之间的道路,每条边有一个权重表示距离。每个地点有一定数量的救援队。给定起点和终点,需要找出从起点到终点的最短路径。如果存在多条最短路径,选择经过地点上救援队数量之和最大的路径。 ### 问题解决思路 1. **图的表示**:使用邻接矩阵或邻接表来表示图,同时记录每个地点的救援队数量。 2. **最短路径算法**:可以使用Dijkstra算法来求解最短路径。在算法执行过程中,需要额外记录最短路径的数量和经过地点上救援队的最大数量。 3. **路径记录**:在求解最短路径的过程中,记录每个节点的前驱节点,以便最后可以回溯得到最短路径。 ### 代码示例(Python) ```python import heapq # 读取输入 n, m, c1, c2 = map(int, input().split()) teams = list(map(int, input().split())) graph = [[] for _ in range(n)] for _ in range(m): u, v, w = map(int, input().split()) graph[u].append((v, w)) graph[v].append((u, w)) # 初始化距离、最短路径数量、最大救援队数量和前驱节点 dist = [float('inf')] * n dist[c1] = 0 ways = [0] * n ways[c1] = 1 max_teams = [0] * n max_teams[c1] = teams[c1] pre = [-1] * n # 优先队列 pq = [(0, c1)] while pq: d, u = heapq.heappop(pq) if d > dist[u]: continue for v, w in graph[u]: if dist[u] + w < dist[v]: dist[v] = dist[u] + w ways[v] = ways[u] max_teams[v] = max_teams[u] + teams[v] pre[v] = u heapq.heappush(pq, (dist[v], v)) elif dist[u] + w == dist[v]: ways[v] += ways[u] if max_teams[u] + teams[v] > max_teams[v]: max_teams[v] = max_teams[u] + teams[v] pre[v] = u # 输出结果 print(ways[c2], max_teams[c2]) # 回溯路径 path = [] at = c2 while at != -1: path.append(at) at = pre[at] path.reverse() print(" ".join(map(str, path))) ``` ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:$O((V + E) \log V)$,其中 $V$ 是节点数量,$E$ 是边的数量。 - **空间复杂度**:$O(V + E)$,主要用于存储图和辅助数组。
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