Dijistra堆优化

本文探讨如何针对存在重边和自环的有向图,对Dijkstra算法进行优化,以求解从1号节点到n号节点的最短距离。通过链式前向星数据结构实现,适用于非负边权值场景,无法直接应用的经典Dijkstra算法在此类图中不适用。

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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,所有边权均为非负值。

请你求出 1 号点到 n 号点的最短距离,如果无法从 1 号点走到 n 号点,则输出 −1。

输入格式

第一行包含整数 n 和 m。

接下来 m行每行包含三个整数 x,y,,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 1 号点到 n 号点的最短距离。

如果路径不存在,则输出 −1。

因为图中有重边和自环,所以Dijistra算法不能派上用场,所以要对Dijistra算法进行优化就能解出这道题,但是所有权值必须是非负值,理由和普通Dijistra算法一样会影响最短路的计算。用到了链式向前星可以看我之前的文章或者去搜索,篇幅问题就不展开了。

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<queue>
#include<cstring>
using namespace std;
const int manx = 1e6+10;
int n, m;
int e[manx], ne[manx], idx, w[manx], h[manx];//稀疏图用邻接表存储,w[manx]储存权值

int dist[manx];
bool st[manx];
typedef pair<int, int>PII;//储存距离和位置坐标
void add(int a, int b, int c)//链式前向星(a起点,b终点,c边权值)
{
	w[idx] = c;
	e[idx] = b;
	ne[idx] = h[a];
	h[a] = idx;//h[a]数组,表示以 a 为起点的最后一条边的编号
	idx++;
}
int dijistra()
{
	memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
	dist[1] = 0;
	priority_queue<PII, vector<PII>, greater<PII>>heap;//定义小根堆(或者说优先队列),储存了pair,因为要求出最短距离,而最短距离和它这个点的坐标绑定,知道坐标才能算出最短距离
	heap.push({ 0,1 });//注意顺序不要反了
	while (heap.size())
	{
		auto t = heap.top();
		heap.pop();
		int ver = t.second, distance = t.first;//frist是最短距离,second是坐标
		if (st[ver])continue;//如果该点被标记就直接进行下一轮。
		st[ver] = true;
		for (int i = h[ver]; i != -1; i = ne[i])//这里i是点的坐标等于-1时表示空集,即链表终结
		{
			int j = e[i];
			if (dist[j] > distance + w[i])
			{
				dist[j] = distance + w[i];//找到最短距离
				heap.push({ dist[j],j });
			}
		}
	}
	if (dist[n] == 0x3f3f3f3f)return -1;
	return dist[n];
}
int main()
{
	cin >> n >> m;
	memset(h, -1, sizeof h);//初始化链表
	while (m--)
	{
		int a, b, c;
		cin >> a >> b >> c;
		add(a, b, c);
	}
	int t = dijistra();
	cout << t << endl;
	return 0;
}

怕忘了,赶紧写出来。

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