HDU-2377-Bus Pass

本文介绍了一种解决ACM竞赛中最短路径问题的方法,通过构建图模型并运用SPFA算法找到每个节点到其他所有节点的最短路径,最终确定整个图中的最短路径瓶颈节点。

ACM模版

描述

描述
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题解

这种题难倒是不难,关键是读懂题,对于我这种英语超鬼的人而言,读不懂题也就意味着不知道怎么建图了……只要建好图,也就是跑几遍spfa,对于每一个顶点跑一遍spfa,保存该点最短路路径最大值,然后求这些值中最小的即可。

代码

#include <cstdio>
#include <queue>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <vector>

using namespace std;

const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int MAXN = 1e4 + 10;

int dis[MAXN];
int id[MAXN];
int maxDis[MAXN];
bool vis[MAXN];
vector<int> vec[MAXN];
int nz, nr, mz;

bool cmp(int a, int b)
{
    return a < b;
}

void spfa(int st)
{
    queue<int> Q;
    while (!Q.empty())
    {
        Q.pop();
    }
    memset(vis, false, sizeof(vis));
    memset(dis, INF, sizeof(dis));

    Q.push(st);
    dis[st] = 0;
    vis[st] = true;
    while(!Q.empty())
    {
        int temp=Q.front();
        Q.pop();
        vis[temp]=false;
        for(int i=0;i<vec[temp].size();i++)
        {
            if(dis[temp]+1<dis[vec[temp][i]])
            {
                dis[vec[temp][i]]=dis[temp]+1;
                if(!vis[vec[temp][i]])
                {
                    vis[vec[temp][i]]=true;
                    Q.push(vec[temp][i]);
                }
            }
        }
    }
}

void buildGraph()
{
    memset(maxDis, 0, sizeof(maxDis));
    for (int i = 1; i <= MAXN; i++)
    {
        vec[i].clear();
    }

    int v;
    scanf("%d%d", &nz, &nr);
    for (int i = 1; i <= nz; i++)
    {
        scanf("%d%d", &id[i], &mz);
        for (int j = 1; j <= mz; j++)
        {
            scanf("%d", &v);
            vec[id[i]].push_back(v);
        }
    }
}


int main()
{
    int T;
    scanf("%d", &T);

    while (T--)
    {
        buildGraph();

        while (nr--)
        {
            scanf("%d", &mz);
            while (mz--)
            {
                int st;
                scanf("%d", &st);
                spfa(st);
                for (int i = 1; i <= nz; i++)
                {
                    if (dis[id[i]] > maxDis[id[i]])
                    {
                        maxDis[id[i]] = dis[id[i]];
                    }
                }
            }
        }

        int ans = INF, ansID = 0;
        sort(id + 1, id + 1 + nz, cmp);
        for (int i = 1; i <= nz; i++)
        {
            if (maxDis[id[i]] < ans)
            {
                ans = maxDis[id[i]];
                ansID = id[i];
            }
        }
        printf("%d %d\n", ans + 1, ansID);
    }

    return 0;
}

参考

《最短路》

HDU-3480 是一个典型的动态规划问题,其题目标题通常为 *Division*,主要涉及二维费用背包问题或优化后的动态规划策略。题目大意是:给定一个整数数组,将其划分为若干个连续的子集,每个子集多包含 $ m $ 个元素,并且每个子集的大值与小值之差不能超过给定的阈值 $ t $,目标是使所有子集的划分代价总和小。每个子集的代价是该子集大值与小值的差值。 ### 动态规划思路 设 $ dp[i] $ 表示前 $ i $ 个元素的小代价。状态转移方程如下: $$ dp[i] = \min_{j=0}^{i-1} \left( dp[j] + cost(j+1, i) \right) $$ 其中 $ cost(j+1, i) $ 表示从第 $ j+1 $ 到第 $ i $ 个元素构成一个子集的代价,即 $ \max(a[j+1..i]) - \min(a[j+1..i]) $。 为了高效计算 $ cost(j+1, i) $,可以使用滑动窗口或单调队列等数据结构来维护区间大值与小值,从而将时间复杂度优化到可接受的范围。 ### 示例代码 以下是一个简化版本的动态规划实现,使用暴力方式计算区间代价,适用于理解问题结构: ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; const int INF = 0x3f3f3f3f; const int MAXN = 10010; int a[MAXN]; int dp[MAXN]; int main() { int T, n, m; cin >> T; for (int Case = 1; Case <= T; ++Case) { cin >> n >> m; for (int i = 1; i <= n; ++i) cin >> a[i]; dp[0] = 0; for (int i = 1; i <= n; ++i) { dp[i] = INF; int mn = a[i], mx = a[i]; for (int j = i; j >= max(1, i - m + 1); --j) { mn = min(mn, a[j]); mx = max(mx, a[j]); if (mx - mn <= T) { dp[i] = min(dp[i], dp[j - 1] + mx - mn); } } } cout << "Case " << Case << ": " << dp[n] << endl; } return 0; } ``` ### 优化策略 - **单调队列**:可以使用两个单调队列分别维护当前窗口的大值与小值,从而将区间代价计算的时间复杂度从 $ O(n^2) $ 降低到 $ O(n) $。 - **斜率优化**:若问题满足特定的决策单调性,可以考虑使用斜率优化技巧进一步加速状态转移过程。 ### 时间复杂度分析 原始暴力解法的时间复杂度为 $ O(n^2) $,在 $ n \leq 10^4 $ 的情况下可能勉强通过。通过单调队列优化后,可以稳定运行于 $ O(n) $ 或 $ O(n \log n) $。 ### 应用场景 HDU-3480 的问题模型可以应用于资源调度、任务划分等场景,尤其适用于需要控制子集内部差异的问题,如图像分块压缩、数据分段处理等[^1]。 ---
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