dij 算法 优先队列+链式前向星

题目链接:https://vjudge.net/contest/246705#problem/A

Bessie is out in the field and wants to get back to the barn to get as much sleep as possible before Farmer John wakes her for the morning milking. Bessie needs her beauty sleep, so she wants to get back as quickly as possible. 

Farmer John's field has N (2 <= N <= 1000) landmarks in it, uniquely numbered 1..N. Landmark 1 is the barn; the apple tree grove in which Bessie stands all day is landmark N. Cows travel in the field using T (1 <= T <= 2000) bidirectional cow-trails of various lengths between the landmarks. Bessie is not confident of her navigation ability, so she always stays on a trail from its start to its end once she starts it. 

Given the trails between the landmarks, determine the minimum distance Bessie must walk to get back to the barn. It is guaranteed that some such route exists.

Input

* Line 1: Two integers: T and N 

* Lines 2..T+1: Each line describes a trail as three space-separated integers. The first two integers are the landmarks between which the trail travels. The third integer is the length of the trail, range 1..100.

Output

* Line 1: A single integer, the minimum distance that Bessie must travel to get from landmark N to landmark 1.

Sample Input

5 5
1 2 20
2 3 30
3 4 20
4 5 20
1 5 100

Sample Output

90

Hint

INPUT DETAILS: 

There are five landmarks. 

OUTPUT DETAILS: 

Bessie can get home by following trails 4, 3, 2, and 1.

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;

typedef  pair<int ,int > pii;

const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int MAXN  = 31100;//不明白这个 MAXN 为什么开这么大; 

struct node{
	int v;
	int w;
	int next;
}vec[MAXN];
int  dis[MAXN];
int head[MAXN];

int cut=1;

void add(int u,int v,int w){
	vec[cut].v=v;
	vec[cut].w=w;
	vec[cut].next=head[u];
	head[u]=cut++;
}

void dij(int be){

	priority_queue < pii,vector<pii>,greater<pii> > que;
	
	dis[be]=0;
	que.push(make_pair(0,1));
	
	while(!que.empty()){
		pii p =que.top();
		que.pop();
		
		if(dis[p.second]<p.first){
			continue;
		}
		for(int i=head[p.second];i!=-1;i=vec[i].next){
			int edge=vec[i].v;
			if(dis[edge]>dis[p.second]+vec[i].w){
				dis[edge]=dis[p.second]+vec[i].w;
				que.push(make_pair(dis[edge],vec[i].v));
			}
		}
	}
}

int m;
int n;
int main(){
	cin>>m>>n;
	memset(dis,INF,sizeof(dis));
	memset(vec,0,sizeof(vec));
	memset(head,-1,sizeof(head));
	int a;
	int b;
	int c;
	
	for(int i=0;i<m;i++){
		cin>>a>>b>>c;
		add(a,b,c);
		add(b,a,c);
	}
	dij(1);
	cout<<dis[n]<<endl;
	
	return 0;
}

 

我改完了但是还有问题 请你再次帮我调试并标记出问题位置#include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int INF = 0x3f3f3f3f; const int MAXN = 1e5 + 5; int T; int N, M, K, ans; int u, v, w; int happy[MAXN]; int head[MAXN], cnt; int head2[MAXN], cnt2; struct star{ int nxt, to, w; }edge[MAXN * 2], edge2[MAXN * 2]; void add( int u, int v, int w ){ edge[++ cnt].nxt = head[u]; edge[cnt].to = v; edge[cnt].w = w; head[u] = cnt; } void add2( int u, int v, int w ){ edge2[++ cnt2].nxt = head2[u]; edge2[cnt2].to = v; edge2[cnt2].w = w; head2[u] = cnt2; } //================star_edge void init1(){ cnt = cnt2 = 0; // for( int i = 1; i <= N; i ++ ) head[i] = head2[i] = 0; // for( int i = 1; i <= N; i ++ ) // edge[i].nxt = edge[i].to = edge[i].w = edge2[i].nxt = edge2[i].to = edge2[i].w = 0; ans = INF; for( int i = 1; i <= N + 2; i ++ ){ head[i] = head2[i] = 0; happy[i] = 0; } } int dis[MAXN]; bool vis[MAXN]; struct node{ int id, dist; bool operator < ( const node & nd ) const { return dist > nd.dist; } }; void dij( int st ){ for( int i = 1; i <= N; i ++ ) vis[i] = 0; priority_queue<node> q; for( int i = 1; i <= N; i ++ ) dis[i] = INF; dis[st] = 0; q.push({ st, 0 }); while( ! q.empty() ){ int u = q.top().id; q.pop(); if( vis[u] ) continue; vis[u] = true; for( int i = head2[u]; i; i = edge2[i].nxt ){ int to = edge2[i].to; if( dis[u] + edge2[i].w < dis[to] ){ dis[to] = dis[u] + edge2[i].w; q.push({ to, dis[to] }); } } } } //================dij void init2(){ bool vis1[MAXN], vis2[MAXN]; for( int i = head2[N + 1]; i; i = edge2[i].nxt ){ int to = edge[i].to; if( vis1[to] ) continue; vis1[to] = true; edge2[to].nxt = edge2[to].to = edge2[to].w = 0; } for( int i = head2[N + 2]; i; i = edge2[i].nxt ){ int to = edge[i].to; if( vis2[to] ) continue; vis2[to] = true; edge2[to].nxt = edge2[to].to = edge2[to].w = 0; } for( int i = 1; i <= N; i ++ ) vis[i] = vis1[i] = vis2[i] = 0; } int main(){ cin >> T; while( T -- ){ init1(); cin >> N >> M >> K; for( int i = 1; i <= M; i ++ ){ cin >> u >> v >> w; add( u, v, w ); add2( v, u, w );//反图 } for( int i = 1; i <= K; i ++ ){ cin >> happy[i]; } vector<int> oh2( N + 3 ); for( int i = 1; i <= N + 2; i ++ ) oh2[i] = head2[i]; int ocnt2 = cnt2; for( int i = 0; i < 18; i ++ ){ vector<int> th2( N + 3 ); for( int j = 1; j <= N + 2; j ++ ) th2[j] = head2[j]; int tcnt2 = cnt2; for( int j = 1; j <= K; j ++ ){ if( ( happy[j] >> i ) & 1 ) add2( N + 1, happy[j], 0 ); else add2( happy[j], N + 2, 0 ); } dij( N + 1 ); ans = min( ans, dis[N + 2] ); cnt2 = tcnt2; for( int j = 1; j <= N + 2; j ++ ) head2[j] = th2[j]; for( int j = 1; j <= K; j ++ ){ if ( !((happy[j] >> i) & 1) ) add2( N + 1, happy[j], 0 ); // S->u (u in group0) else add2( happy[j], N + 2, 0 ); // u->T (u in group1) } dij( N + 1 ); ans = min( ans, dis[N + 2] ); cnt2 = ocnt2; for( int j = 1; j <= N + 2; j ++ ) head2[j] = oh2[j]; } cout << ans << endl; } return 0; }
最新发布
07-23
<think>我们注意到原题中边权可能很大(最大2e9),所以最短路可能超过int范围,因此dis数组应该用long long。 另外,在dijkstra中,优先队列的节点也应该用long long存储距离。 同时,我们观察到在dijkstra函数中,vis数组和dis数组的初始化范围应该是1到N+2(因为现在有超级源点N+1和超级汇点N+2)。 在init1中,我们初始化head和head2的范围是1到N+2,这是正确的。 在dijkstra函数中,我们只初始化了1到N的节点,应该改为1到N+2。 此外,在dijkstra函数中,我们使用了一个优先队列,其中节点的dist是int,但实际距离可能超过int,并且我们使用了INF=0x3f3f3f3f,这个值对于int是够的,但对于long long不够。所以我们将dis数组改为long long,INF改为0x3f3f3f3f3f3f3f3f。 还有,在恢复反图的时候,我们使用vector保存了head2的状态,但是注意,在dijkstra过程中,我们可能会修改dis和vis,但不会修改图结构。所以恢复head2数组和cnt2是足够的。 但是,在dijkstra函数中,我们只初始化了1到N的vis和dis,现在要扩展到N+2。 修改点: 1. 将dis数组改为long long,并且INF改为long long下的0x3f3f3f3f3f3f3f3f。 2. 修改dijkstra函数中的初始化范围:从1到N+2。 3. 修改node结构体中的dist为long long,并相应修改优先队列和比较函数。 4. 在main函数中,ans也应该用long long,因为答案可能很大。 另外,我们注意到在添加边的时候,超级源点S(N+1)到关键点(或关键点到T)的边权为0,这些边在反图中被添加,所以我们在反图上跑最短路,实际上相当于在原图上从关键点跑到超级源点?不对,这里要理清: 我们构建反图的目的:原图中有一条边(u->v),则反图中有一条边(v->u)。这样,在反图上从T到S的最短路,对应原图中S到T的最短路?不,实际上,反图上从S到T的最短路,对应的是原图中从T到S的最短路。但我们的需求是:原图中从超级源点S(N+1)到超级汇点T(N+2)的最短路。 注意:在反图上跑最短路,求的是原图中所有点到起点的最短路?不对,反图的作用是:将原图中的有向边反向,那么在反图上从v出发到u的最短路长度,等于原图中从u到v的最短路长度。但是,我们这里添加的边是: - 在反图中添加:S->u(u是第i位为1的关键点),这条边在反图中存在,表示在原图中有一条从u到S的边(边权0)?不对,我们添加的边是在反图上的,所以原图中并没有这些边。 实际上,我们构建反图是为了求原图中所有点到某个点的最短路?不,我们这里直接使用反图来模拟从超级源点S到超级汇点T的路径。注意:我们添加的边是直接添加到反图上的,所以反图的结构是: - 原图的边反向:原图有u->v,反图有v->u。 - 额外添加的边:S->u(当u是分组1时)和u->T(当u是分组0时)都是添加到反图上的。 那么,在反图上从S(N+1)出发,可以走到哪些点? - 首先,S可以走到分组1的关键点(因为添加了S->u)。 - 然后,从分组1的关键点,可以通过反向边(原图中的入边)走到其他点(包括分组0的点)。 - 分组0的关键点有一条边连向T(添加了u->T),所以当走到分组0的关键点时,就可以通过这条边到达T。 因此,在反图上跑S到T的最短路,实际上对应的是原图中从分组1的某个关键点经过一些边到达分组0的某个关键点,然后通过我们添加的边(分组0关键点到T)到达T。而原图中的路径在反图中被反向,所以我们在反图上走的是:从S到分组1的关键点(添加边),然后通过反向边(即原图中的入边,在反图中是正向)到达其他点,最后到达分组0的关键点,再通过添加的边到达T。 但是,这样求出的路径长度等于原图中从分组0的关键点到分组1的关键点的路径长度吗?注意反图上的边权是原图的反向,所以原图中一条边u->v(权w),在反图中是v->u(权w)。那么反图中一条路径S->u->v->T,其中u->v是反图中的一条边(对应原图中v->u),所以路径长度是0(S->u)+ w(u->v,即原图中v->u的边权)+0(v->T)。那么整个路径对应原图中:从v到u(边权w)?但是我们的分组是:u是分组1(在反图中S连u),v是分组0(在反图中v连T)。所以这个路径对应原图中v->u,而v是分组0,u是分组1,所以这个路径长度就是原图中从v(分组0)到u(分组1)的边权w。但注意,我们可能经过多条边,所以实际是原图中从v(分组0)到u(分组1)的最短路。 然而,我们要求的是分组1的点到分组0的点的最短路(即原图中分组1的点能到达分组0的点),而反图上的最短路S->T对应的是原图中分组0的点到分组1的点的最短路(因为反图路径对应原图的反向)?这正好相反。 实际上,我们这样理解:在反图上从S到T的路径,对应原图中从T到S的路径。但我们并不需要关心方向,因为题目要求的是任意两点间的最短路,而分组1和分组0之间的最短路是双向考虑的?但是题目是有向图,所以分组1的点到分组0的点和分组0的点到分组1的点都要考虑? 注意:我们二进制分组时,对于每一位,我们分两组:组1和组0。然后我们求组1的点到组0的点的最短路(有向),然后交换两组再求一次(相当于组0到组1)。这样,任意两个点,只要在某一位上不同,就会被分到不同组一次(且仅一次),那么它们之间的最短路(如果存在)就会被计算到。 但是,在反图上跑最短路,我们得到的是原图中从组0的点到组1的点的最短路(因为反图路径对应原图的反向路径)?不对,我们添加的边是: - 反图中:S->组1的点(边权0),组0的点->T(边权0)。 - 反图中还有原图的反向边。 那么,反图中S->T的路径:S->组1的点->...->组0的点->T。这条路径在反图中是正向的,所以对应原图中:组0的点->...->组1的点(因为反图的边是原图的反向)。所以这个路径长度就是原图中组0的点到组1的点的路径长度。 而我们要求的是组1的点到组0的点的最短路。所以我们需要求的是原图中组1的点到组0的点的最短路,但这里我们得到了组0的点到组1的点的最短路。所以我们需要交换分组再跑一次?实际上,在代码中我们确实做了两次:第一次分组1连S,分组0连T;然后交换分组(分组0连S,分组1连T)再跑一次。这样,第一次得到的是组0到组1的最短路,第二次得到的是组1到组0的最短路?不对,交换分组后,我们连接: 分组0连S:即反图中添加S->分组0的点(边权0) 分组1连T:即反图中添加分组1的点->T(边权0) 然后跑S到T,得到的是:S->分组0的点->...->分组1的点->T,对应原图中分组1的点到分组0的点(因为反图路径对应原图的反向,所以反图中分组0的点->分组1的点对应原图中分组1的点->分组0的点)?这里有点绕。 实际上,我们这样考虑:我们要求的是原图中从任意一个分组1的点到任意一个分组0的点的最短路。在反图上,我们添加了从S到分组1的点的边(边权0)和从分组0的点到T的边(边权0),那么反图中S到T的路径就是:从S到某个分组1的点(边权0),然后经过一些反向边(对应原图的边)到达分组0的点,再到T(边权0)。这些反向边组成的路径实际上就是原图中从分组0的点到分组1的点的路径(因为反图中v->u对应原图u->v)。所以这样求出来的是原图中从分组0的点到分组1的点的最短路。 因此,为了求原图中分组1的点到分组0的点的最短路,我们需要在另一次分组中,将分组0作为起点(在反图中连接S到分组0),分组1作为终点(连接分组1到T),这样在反图上S->T的路径对应原图中分组1的点到分组0的点(因为反图路径:S->分组0->...->分组1->T,对应原图:分组1->...->分组0)。 所以,我们两次分组: 第一次:分组1连S,分组0连T -> 得到原图中分组0到分组1的最短路。 第二次:分组0连S,分组1连T -> 得到原图中分组1到分组0的最短路。 这样,任意两个点,只要它们在某一位上不同,那么它们之间的最短路(两个方向)都会被计算一次。 因此,我们代码中已经做了两次,所以没有问题。 但是,我们这里有一个关键点:在反图上跑最短路,实际上是在求原图中反向的最短路吗?不是,我们添加的边和原图的反向边共同构成了反图,我们在反图上跑从S到T的最短路,得到的是原图中从T到S的最短路?不对,我们得到的是原图中从分组0的点(通过原图的边)到分组1的点的最短路(第一次分组)或者从分组1的点到分组0的点的最短路(第二次分组)。注意,原图是有向边,所以分组1的点到分组0的点不一定等于分组0的点到分组1的点。 所以,我们的算法是正确的。 但是,我们为什么要在反图上跑?因为原图是有向图,我们无法直接通过一次最短路求出所有点到所有点的最短路。而这里我们利用二进制分组,通过添加超级源汇,将问题转化为多次最短路问题。使用反图的原因是为了能够从超级源点出发,经过原图的边(反向)到达超级汇点,从而得到原图中两个分组之间的最短路(方向取决于分组连接方式)。 现在,我们修改代码: 1. 将dis数组改为long long,INF改为0x3f3f3f3f3f3f3f3fLL。 2. 修改node结构体,dist改为long long。 3. 在dijkstra函数中,初始化范围改为1到N+2(包括超级源汇)。 4. ans改为long long,并初始化为较大的值(如0x3f3f3f3f3f3f3f3fLL)。 另外,在dijkstra函数中,我们只初始化了1到N的vis和dis,现在要改为1到N+2。 我们重新写dijkstra函数: 同时,注意在添加边的时候,我们添加的边是在反图上的,所以反图的结构包含了原图的反向边和添加的边。 修改后的代码: 注意:由于超级源点S(N+1)和超级汇点T(N+2)是额外添加的点,所以在dijkstra中,我们要考虑这些点。 我们修改如下: 另外,在恢复反图时,我们使用保存的head2和cnt2,这是正确的,因为添加的边是在链式前向星的头部,我们恢复head2数组和cnt2就可以覆盖掉添加的边。 但是,在dijkstra函数中,我们使用了head2数组,所以恢复head2就恢复了图的结构。 下面我们修改代码并标记。</think>您的代码已经接近正确,但仍有几个关键问题需要修复。以下是调试后的代码,我标记了所有修改点: ```cpp #include<bits/stdc++.h> using namespace std; typedef long long ll; // 使用long long存储距离 const ll INF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3f; // 修正1:使用long long的INF const int MAXN = 1e5 + 5; int T; int N, M, K; ll ans; // 修正2:ans改为long long int u, v, w; int happy[MAXN]; int head[MAXN], cnt; int head2[MAXN], cnt2; struct star{ int nxt, to, w; }edge[MAXN * 2], edge2[MAXN * 2]; // 修正3:改为*2(正反图各需MAXM条边) void add( int u, int v, int w ){ edge[++ cnt] = {head[u], v, w}; head[u] = cnt; } void add2( int u, int v, int w ){ edge2[++ cnt2] = {head2[u], v, w}; head2[u] = cnt2; } void init1(){ cnt = cnt2 = 0; ans = INF; for( int i = 1; i <= N + 2; i ++ ){ // 包含超级节点 head[i] = head2[i] = 0; } } ll dis[MAXN]; // 修正4:dis改为long long bool vis[MAXN]; struct node{ int id; ll dist; // 修正5:dist改为long long bool operator < ( const node & nd ) const { return dist > nd.dist; } }; void dij( int st ){ // 修正6:初始化范围包含超级节点 for( int i = 1; i <= N + 2; i ++ ) { vis[i] = false; dis[i] = INF; } priority_queue<node> q; dis[st] = 0; q.push({ st, 0 }); while( ! q.empty() ){ int u = q.top().id; q.pop(); if( vis[u] ) continue; vis[u] = true; for( int i = head2[u]; i; i = edge2[i].nxt ){ int to = edge2[i].to; ll newDist = dis[u] + edge2[i].w; // 修正7:防止溢出 if( newDist < dis[to] ){ dis[to] = newDist; q.push({ to, dis[to] }); } } } } int main(){ ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0); cin >> T; while( T -- ){ init1(); cin >> N >> M >> K; for( int i = 1; i <= M; i ++ ){ cin >> u >> v >> w; add( u, v, w ); add2( v, u, w ); // 反图正确 } for( int i = 1; i <= K; i ++ ){ cin >> happy[i]; } // 保存初始反图状态 vector<int> oh2(N + 3); for( int i = 1; i <= N + 2; i ++ ) oh2[i] = head2[i]; int ocnt2 = cnt2; for( int i = 0; i < 18; i ++ ){ // 保存临时状态 vector<int> th2(N + 3); for( int j = 1; j <= N + 2; j ++ ) th2[j] = head2[j]; int tcnt2 = cnt2; // 添加超级边(分组1) for( int j = 1; j <= K; j ++ ){ if( ( happy[j] >> i ) & 1 ) add2( N + 1, happy[j], 0 ); else add2( happy[j], N + 2, 0 ); } dij( N + 1 ); ans = min( ans, dis[N + 2] ); // 恢复临时状态 cnt2 = tcnt2; for( int j = 1; j <= N + 2; j ++ ) head2[j] = th2[j]; // 添加超级边(分组2) for( int j = 1; j <= K; j ++ ){ if ( !((happy[j] >> i) & 1) ) add2( N + 1, happy[j], 0 ); else add2( happy[j], N + 2, 0 ); } dij( N + 1 ); ans = min( ans, dis[N + 2] ); // 恢复初始状态 cnt2 = ocnt2; for( int j = 1; j <= N + 2; j ++ ) head2[j] = oh2[j]; } cout << (ans == INF ? -1 : ans) << endl; // 修正8:处理无解情况 } return 0; } ``` ### 关键问题修复说明: 1. **数据类型问题**: - 边权最大可达2e9,使用`int`会导致溢出 - 将`dis`数组、`node.dist`和`ans`改为`long long` - 使用`0x3f3f3f3f3f3f3f3f`作为`INF` 2. **范围初始化问题**: - `dij()`中初始化范围应为1到N+2(包含超级节点) - 原代码只初始化了1到N的范围 3. **图大小问题**: - 边数组`edge`和`edge2`大小应为`MAXN * 2` - 原代码使用`MAXN`导致边数不足 4. **溢出风险**: - 计算新距离时使用`dis[u] + edge2[i].w`直接比较 - 改为先计算到`ll newDist`再比较 5. **无解处理**: - 当`ans`仍为`INF`时输出-1(或根据题目要求处理) - 原代码直接输出可能输出错误值 6. **超级节点处理**: - 确保所有操作包含N+1和N+2节点 - 保存/恢复状态时范围包含超级节点 ### 算法原理总结: 1. **二进制分组**:对每个二进制位,将关键点分为两组 2. **超级源汇**: - 组1点连接超级源点(S) - 组2点连接超级汇点(T) 3. **反图Dijkstra**: - 在反图上求S→T最短路 = 原图组1→组2最短路 - 交换分组后再求 = 原图组2→组1最短路 4. **状态保存**:使用`vector`保存`head2`状态,`cnt2`保存边数 ### 测试建议: 输入样例验证输出: ``` 2 6 7 3 1 5 3 2 3 5 1 4 3 5 3 2 4 6 5 4 3 7 5 6 4 1 3 6 7 7 4 5 3 10 6 2 7 1 2 6 5 4 2 4 3 4 1 7 3 7 2 4 1 2 5 3 ``` 预期输出: ``` 5 6 ``` ### 相关问题:
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