有边数限制的最小数(bellman-ford算法)

这篇博客介绍了如何处理含有负权边的有向图中最短路径问题,通过贝尔曼-福特算法求解从1号点到n号点最多经过k条边的最短距离。在算法中,使用了备份数组防止因负权回路导致的错误更新,并在遍历过程中限制最多走k步。如果无法到达n号点,输出'不可能'。

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题目

给定一个 n 个点 m 条边的有向图,图中可能存在重边和自环, 边权可能为负数

请你求出从 1 号点到 n 号点的最多经过 k 条边的最短距离,如果无法从 1 号点走到 n 号点,输出 impossible

注意:图中可能 存在负权回路 。

输入格式

第一行包含三个整数 n,m,k。

接下来 m 行,每行包含三个整数 x,y,z,表示存在一条从点 x 到点 y 的有向边,边长为 z。

输出格式

输出一个整数,表示从 1 号点到 n 号点的最多经过 k 条边的最短距离。

如果不存在满足条件的路径,则输出 impossible

数据范围

1≤n,k≤5001,
1≤m≤10000,
任意边长的绝对值不超过 10000。

输入样例:

3 3 1
1 2 1
2 3 1
1 3 3

输出样例:

3

代码

#include<iostream>
#include<cstring>

using namespace std; 

const int N = 510, M = 1e4 + 10;
int d[N], backup[N];//backup备份防串联 

struct 
{
	int a, b, w;//起点 终点 权重 
}edges[M];//存储表 
int n, m, k;

void bellman_ford()
{
	memset(d, 0x3f3f3f3f, sizeof d);
	d[1] = 0;
	
	for(int i = 0; i < k; i ++)//走k步 
	{
		memcpy(backup, d, sizeof d);//备份 
		
		for(int i = 0; i < m; i ++)
		{
			int a = edges[i].a, b = edges[i].b, w = edges[i].w;
			if(d[b] > backup[a] + w) d[b] = backup[a] + w;
		}	
	}
	if(d[n] > 0x3f3f3f3f / 2) puts("impossible");
	else cout << d[n];
}

int main()
{
	cin >> n >> m >> k;
	
	for(int i = 0; i < m; i ++)
	{
		int x, y, z;
		cin >> x >> y >> z;
		edges[i] = {x, y, z};
	}
	
	bellman_ford();
	
	return 0;
}

备份原因

若在一次遍历边的过程中,同时更新了1->2和1->3,这时1->3也会更新,但是其实他是走了两步,我们每次更新只能走一步,串联了。

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