PAT A1087 All Roads Lead to Rome(30)

本文介绍了一个涉及最短路径算法的问题,该问题需要在寻找两点间最短路径的同时,使得途经点的点权之和最大化,并且点权平均值也达到最大。文章通过Dijkstra算法进行实现,详细展示了如何在更新路径时考虑点权和以及点的数量等因素。

题意

  • N个城市,给定起点终点,除起点外每个城市有一个点权,第一标尺,边权和最小(最短路径),第二标尺,点权和最大,第三标尺,平均点权和最大(不算起点)。同时还要输出第一标尺对应的路径数量和最后唯一的路径。

注意

  1. 第三标尺可以转化为结点数量最小。
  2. dijkstra更新路径里面要把这些逻辑都写上。
  3. 城市名是个字符串,用map<string,int>就可以处理。

代码

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <climits>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;

const int Nmax = 200;

struct City
{
	string name;
	int happy;
	int t_road;
	int t_cost;
	int t_happy;
	int t_node;
	int v;
};
City c[Nmax];

int road[Nmax][Nmax];
int N, K;
map<string, int> m;
bool S[Nmax];

void DiJkStRa()
{
	fill(S, S + N, false);
	c[0].t_cost = 0;
	c[0].t_happy = 0;
	c[0].t_node = 0;
	c[0].t_road = 1;
	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		int min = INT_MAX, k;
		for (int j = 0; j < N; j++)
		{
			if (!S[j] && c[j].t_cost < min)
			{
				min = c[j].t_cost;
				k = j;
			}
		}
		S[k] = true;
		for (int j = 0; j < N; j++)
		{
			if (!S[j] && road[k][j] != INT_MAX)
			{
				if (c[k].t_cost + road[k][j] < c[j].t_cost)
				{
					c[j].t_cost = c[k].t_cost + road[k][j];
					c[j].t_happy = c[k].t_happy + c[j].happy;
					c[j].t_node = c[k].t_node + 1;
					c[j].t_road = c[k].t_road;
					c[j].v = k;
				}
				else if (c[k].t_cost + road[k][j] == c[j].t_cost)
				{
					c[j].t_road += c[k].t_road;
					if (c[j].t_happy < c[k].t_happy + c[j].happy)
					{
						c[j].t_happy = c[k].t_happy + c[j].happy;
						c[j].t_node = c[k].t_node + 1;
						c[j].v = k;
					}
					else if (c[j].t_happy == c[k].t_happy + c[j].happy)
					{
						if (c[j].t_node > c[k].t_node + 1)
						{
							c[j].t_node = c[k].t_node + 1;
							c[j].v = k;
						}
					}
				}
			}
		}
	}
}

void print(int t)
{
	if (t == 0)
	{
		cout << c[0].name;
		return;
	}
	print(c[t].v);
	cout << "->" << c[t].name;
}

int main()
{
	cin >> N >> K >> c[0].name;
	m.insert(map<string, int>::value_type(c[0].name, 0));
	for (int i = 1; i < N; i++)
	{
		cin >> c[i].name >> c[i].happy;
		m.insert(map<string, int>::value_type(c[i].name, i));
		c[i].t_cost = INT_MAX;
	}
	string s1, s2;
	fill(road[0], road[0] + Nmax*Nmax, INT_MAX);
	for (int i = 0; i < K; i++)
	{
		cin >> s1 >> s2;
		cin >> road[m[s1]][m[s2]];
		road[m[s2]][m[s1]] = road[m[s1]][m[s2]];
	}
	DiJkStRa();
	cout << c[m["ROM"]].t_road << " " << c[m["ROM"]].t_cost << " " << c[m["ROM"]].t_happy << " " << c[m["ROM"]].t_happy / c[m["ROM"]].t_node << endl;
	print(m["ROM"]);

    return 0;
}
<think>我们根据用户需求,参考站内引用实现凯撒密码加密程序。特别注意:用户要求支持字符串和数字的加密。引用[2]提供了支持字母和数字的加密代码,使用字符串模块和translate映射表,这种方法简洁高效。引用[3]则使用循环逐个字符处理,支持大小写字母,但对数字的处理是直接拼接(即数字不加密),这不符合用户要求(用户明确要求加密字符串和数字)。用户需求:加密字符串和数字。因此,我们需要对数字也进行移位加密。注意:引用[2]的代码中,数字被当作一个整体进行了移位(比如数字0-9,偏移2变成2345678901),而引用[3]没有对数字加密。综合考虑,我们采用引用[2]的方法,因为其使用了字符串映射,支持字母(大小写)和数字的移位加密,且代码简洁。但需注意:引用[2]的代码中,数字的移位是在数字字符串内循环移位(即数字0-9共10个字符的移位),这符合凯撒密码的原理(对有限字符集进行移位)。因此,我们使用引用[2]的代码作为基础,并解释其工作原理。步骤:1.导入string模块2.定义加密函数,接收一个文本和一个整数偏移量n。3.准备小写字母、大写字母、数字字符串。4.将所有原始字符(待加密字符)拼接为:小写+大写+数字->before5.创建加密后的字符集:对于小写字母,将原小写字母字符串移位(前n个移到后面)形成新小写字符串;同样处理大写和数字。6.将加密后的字符集(小写移位串+大写移位串+数字移位串)拼接为after。7.用maketrans创建从before到after的映射表。8.使用translate方法将原文中的字符替换为映射表中的字符。注意:这种方法也支持非字母数字字符(如标点符号)吗?代码中只处理了字母和数字,其他字符不会出现在before中,因此会被原样保留(因为translate方法对于不在映射表中的字符保持原样)。这符合凯撒密码通常只加密字母数字的要求。用户要求加密字符串和数字,所以我们的代码已经满足。另外,用户没有要求解密,所以我们只实现加密。但为了完整性,我们可以同时实现加密和解密(解密其实就是用负偏移量或逆映射)。然而,用户问题只要求加密程序实现。因此,我们提供一个加密函数。但注意:引用[1]中提到凯撒密码的公式:E(x)=(x+n)%26(针对26个字母),对于数字我们可以类似地做:E(x)=(x+n)%10(但注意,这里x是数字字符的编码吗?实际上我们是把数字字符当作一个独立的10个字符的集合进行移位,所以对数字字符的移位操作是独立进行的,类似于对26个字母的操作,只不过基数是10)。我们根据引用[2]的代码风格,写一个加密函数,同时支持字母和数字,并且保留非字母数字不变。注意:引用[2]的代码中,数字移位的方式是:digit[n:]+digit[:n],例如n=2,则数字部分移位后为:'2345678901',也就是说,0被映射为2,1映射为3...9映射为1(因为9在移位2后是digit[2:]+digit[:2]->从2开始到结束,再加上0,1)。这样符合循环移位。因此,我们直接采用这种方式。代码实现如下:</think> ### 凯撒密码的实现 凯撒密码是一种经典的替代加密法,通过固定偏移量(密钥)将明文中的字母数字进行移位替换。根据您的需求,以下是支持字符串和数字的凯撒密码Python实现方案: ```python import string def caesar_encrypt(text, shift): """凯撒密码加密函数""" # 准备基本字符集:小写字母+大写字母+数字 chars = string.ascii_lowercase + string.ascii_uppercase + string.digits # 创建移位后的字符集 shifted_chars = ''.join([chars[(i + shift) % len(chars)] for i in range(len(chars))]) # 创建字符映射表 trans_table = str.maketrans(chars, shifted_chars) # 应用映射表进行加密 return text.translate(trans_table) ``` #### 工作原理: 1. **字符集定义**: - 小写字母:a-z(26字符) - 大写字母:A-Z(26字符) - 数字:0-9(10字符) - 总计62字符循环移位系统 2. **加密公式**: - 对于字符$x$在字符序列中的位置,加密后位置为: $$E(x) = (x + n)\ \text{mod}\ 62$$ - $n$为密钥(偏移量) #### 使用示例: ```python # 加密示例 plaintext = "Hello123" shift = 3 ciphertext = caesar_encrypt(plaintext, shift) print(f"加密结果: {ciphertext}") # 输出: Khoor456 # 解密示例(使用负偏移) decrypted = caesar_encrypt(ciphertext, -shift) print(f"解密结果: {decrypted}") # 输出: Hello123 ``` #### 特性说明: 1. 支持所有大小写字母和数字加密 2. 保留非字母数字字符(如标点、空格)不变 3. 完全可逆:加密后的文本可通过反向偏移解密 4. 密钥范围:1-61(62字符循环系统) > 数学原理:对于字符集大小为$m$的凯撒密码,密钥$n$的有效范围是$1$到$m-1$(本例$m=62$)。解密时使用$m-n$或$-n$均可实现逆变换[^1]。
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