SDOI2010 魔法猪学院

本文深入解析KKK短路算法,一种结合反向图最短路径与正向图优先队列扩展的高效路径搜索算法。通过计算起点到各点的第K短路径,适用于需要寻找多条较短路径的问题场景。

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k k k短路模板。
k k k短路算法大致流程( A ∗ A^* A):
以下 S S S为起点, T T T为终点, a → b a \rightarrow b ab表示从 a a a b b b这条路径的长度。
①反向图跑一个最短路求出每个点到终点最短距离 d i s [ u ] dis[u] dis[u]
②正向图 b f s bfs bfs,每扩展到一个点 v v v,就把 n o d e ( v , S → v ) node(v,S \rightarrow v) node(v,Sv)加入优先队列,优先队列按照 S → v + d i s [ v ] S \rightarrow v+dis[v] Sv+dis[v]从小到大排序。
③当第 i i i次从优先队列中取出点 u u u时,如果此时的 S → u = w S \rightarrow u=w Su=w,那么 w w w即为 S → u S \rightarrow u Su的第 i i i短路长度。于是当 T T T k k k次被取出时,对应记录的 S → T S \rightarrow T ST距离即为 k k k短路长度。 d i j k s t r a dijkstra dijkstra相当于是估值函数 d i s dis dis全为 0 0 0,并且只求第 1 1 1短。当一个点被取出 k k k次时,后面的扩展到它的路径就不可能在 k k k短路里了。

#include<bits/stdc++.h>
#define fi first
#define cs const
#define se second
#define re register
#define mp std::make_pair
#define pdi std::pair<double,int>
int n,m,u,v;double E,w;
namespace GRAPH{
	cs int N=5e3+10,M=2e5+10;
	int Head[N],Next[M],V[M],cnt=0;double W[M];
	int vis[N],rHead[N],rNext[M],rV[M],rcnt=0;double rW[M];
	double dis[N];
	inline void add(int u,int v,double w){Next[++cnt]=Head[u],V[cnt]=v,W[cnt]=w,Head[u]=cnt;}
	inline void radd(int u,int v,double w){rNext[++rcnt]=rHead[u],rV[rcnt]=v,rW[rcnt]=w,rHead[u]=rcnt;}
	inline void dijkstra(int S){
		memset(dis,127,sizeof dis);
		std::priority_queue<pdi> Q;
		Q.push(mp(0,S)),dis[S]=0;
		while(!Q.empty()){
			int u=Q.top().se;Q.pop();
			for(int re i=rHead[u],v=rV[i];i;v=rV[i=rNext[i]])
				if(dis[v]>dis[u]+rW[i]) dis[v]=dis[u]+rW[i],Q.push(mp(-dis[v],v));
		}
	}
	struct node{
		int u;double d;
		node(int U=0,double D=0){u=U,d=D;}
		friend inline bool operator<(cs node &a,cs node &b)
			{return a.d+dis[a.u]>b.d+dis[b.u];}
	};
	inline int Astar(int S,int T,int ans=0){
		std::priority_queue<node> Q;Q.push(node(S,0));
		while(!Q.empty()){
			node U=Q.top();Q.pop();
			if(U.u==T){
				if(E>U.d) E-=U.d,++ans;
				else return ans;
				continue;
			}
			for(int re i=Head[U.u],v=V[i];i;v=V[i=Next[i]])
				Q.push(node(v,U.d+W[i]));
		}
	}
}
using namespace GRAPH;
int main(){
//	freopen("3056.in","r",stdin);
	scanf("%d%d%lf",&n,&m,&E);
	while(m--) scanf("%d%d%lf",&u,&v,&w),add(u,v,w),radd(v,u,w);
	dijkstra(n),printf("%d\n",Astar(1,n));
}
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