hdu 1874 畅通工程续(最短路spfa邻接矩阵)

本文介绍了一种用于寻找图中两点间最短路径的算法——SPFA(Shortest Path Faster Algorithm)。该算法允许图中存在负权边并能有效判断是否存在负权环。通过实例讲解了SPFA算法的实现细节及时间复杂度分析。

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题目地址

题目大意:给出n个点m条边,并给出起点和终点,求起点到终点的最短路

解题思路:1.允许有负权边,可以判断负环

                  2.时间复杂度:O(ke),k指的是所有顶点的进队的平均次数,可以证明k<=2,e为边数

                  3.可以用SPFA来存在是否存在环,如果是的话就是存在一条边的松弛操作大于等于n。

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <queue>
#include <utility>

using namespace std;

const int INF=0xfffffff;
const int maxn=200+10;
int n,m;
int mp[maxn][maxn];
int dis[maxn];

void SPFA(int s)
{
    for(int i=0;i<n;i++)
        dis[i]=INF;
    bool vis[maxn]={0};
    vis[s]=true;
    dis[s]=0;
    queue<int> q;
    q.push(s);
    while(!q.empty())
    {
        int cur=q.front();
        q.pop();
        vis[cur]=false;
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            if(dis[cur] + mp[cur][i] < dis[i])
            {
                dis[i]=dis[cur] + mp[cur][i];
                if(!vis[i])
                {
                    q.push(i);
                    vis[i]=true;
                }
            }
        }
    }
}

int main()
{
    while(scanf("%d%d",&n,&m) != EOF)
    {
        for(int i = 0; i < n; i++)
        {
            dis[i] = INF;
            for(int j = 0; j < n; j++)
                i==j ? mp[i][j]=0 : mp[i][j]=INF;
        }
        for(int i = 0; i < m; i++)
        {
            int from,to,val;
            scanf("%d%d%d",&from,&to,&val);
            if(mp[from][to] > val)
                mp[from][to] = mp[to][from] = val;
        }
        int s,t;
        scanf("%d%d",&s,&t);
        SPFA(s);
        dis[t]==INF ? printf("-1\n") : printf("%d\n",dis[t]);
    }
    return 0;
}





 

### HDU 2544 题目分析 HDU 2544 是关于短路径的经典问题,可以通过多种方法解决,其中包括基于邻接矩阵的 Floyd-Warshall 算法。以下是针对该问题的具体解答。 --- #### 基于邻接矩阵的 Floyd-Warshall 实现 Floyd-Warshall 算法是一种动态规划算法,适用于计算任意两点之间的短路径。它的时间复杂度为 \( O(V^3) \),其中 \( V \) 表示节点的数量。对于本题中的数据规模 (\( N \leq 100 \)),此算法完全适用。 下面是具体的实现方式: ```cpp #include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; const int INF = 0x3f3f3f3f; int dist[105][105]; int n, m; void floyd() { for (int k = 1; k <= n; ++k) { // 中间节点 for (int i = 1; i <= n; ++i) { // 起始节点 for (int j = 1; j <= n; ++j) { // 结束节点 if (dist[i][k] != INF && dist[k][j] != INF) { dist[i][j] = min(dist[i][j], dist[i][k] + dist[k][j]); } } } } } int main() { while (cin >> n >> m && (n || m)) { // 初始化邻接矩阵 for (int i = 1; i <= n; ++i) { for (int j = 1; j <= n; ++j) { if (i == j) dist[i][j] = 0; else dist[i][j] = INF; } } // 输入边的信息并更新邻接矩阵 for (int i = 0; i < m; ++i) { int u, v, w; cin >> u >> v >> w; dist[u][v] = min(dist[u][v], w); dist[v][u] = min(dist[v][u], w); // 如果是有向图,则去掉这一行 } // 执行 Floyd-Warshall 算法 floyd(); // 输出起点到终点的短距离 cout << (dist[1][n] >= INF ? -1 : dist[1][n]) << endl; } return 0; } ``` --- #### 关键点解析 1. **邻接矩阵初始化** 使用二维数组 `dist` 存储每一对节点间的小距离。初始状态下,设所有节点对的距离为无穷大 (`INF`),而同一节点自身的距离为零[^4]。 2. **输入处理** 对于每条边 `(u, v)` 和权重 `w`,将其存储至邻接矩阵中,并取较小值以防止重边的影响[^4]。 3. **核心逻辑** Floyd-Warshall 的核心在于三重循环:依次尝试通过中间节点优化其他两节点间的距离关系。具体而言,若从节点 \( i \) 到 \( j \) 可经由 \( k \) 达成更优解,则更新对应位置的值[^4]。 4. **边界条件** 若终得到的结果仍为无穷大(即无法连通),则返回 `-1`;否则输出实际距离[^4]。 --- #### 性能评估 由于题目限定 \( N \leq 100 \),因此 \( O(N^3) \) 的时间复杂度完全可以接受。此外,空间需求也较低,适合此类场景下的应用。 ---
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