洛谷-1119 灾后重建

题目描述
给出B地区的村庄数N,村庄编号从0到N−1,和所有M条公路的长度,公路是双向的。并给出第i个村庄重建完成的时间ti​,你可以认为是同时开始重建并在第ti天重建完成,并且在当天即可通车。若ti​为0则说明地震未对此地区造成损坏,一开始就可以通车。之后有Q个询问(x,y,t),对于每个询问你要回答在第t天,从村庄x到村庄y的最短路径长度为多少。如果无法找到从x村庄到y村庄的路径,经过若干个已重建完成的村庄,或者村庄x或村庄y在第t天仍未重建完成 ,则需要返回−1。
输入输出格式
输入格式:
第一行包含两个正整数N,M,表示了村庄的数目与公路的数量。
第二行包含N个非负整数t0,t1,…,tN−1,表示了每个村庄重建完成的时间,数据保证了t0≤t1≤…≤tN−1
接下来M行,每行3个非负整数i,j,w,w为不超过10000的正整数,表示了有一条连接村庄i与村庄j的道路,长度为w,保证i≠j,且对于任意一对村庄只会存在一条道路。
接下来一行也就是M+3行包含一个正整数Q,表示Q个询问。
接下来Q行,每行3个非负整数x,y,t,询问在第t天,从村庄x到村庄y的最短路径长度为多少,数据保证了t是不下降的。
输出格式:
共Q行,对每一个询问(x,y,t)输出对应的答案,即在第t天,从村庄x到村庄y的最短路径长度为多少。如果在第t天无法找到从x村庄到y村庄的路径,经过若干个已重建完成的村庄,或者村庄x或村庄y在第t天仍未修复完成,则输出−1-。

输入输出样例
输入样例#1:
4 5
1 2 3 4
0 2 1
2 3 1
3 1 2
2 1 4
0 3 5
4
2 0 2
0 1 2
0 1 3
0 1 4

输出样例#1:
-1
-1
5
4

说明
对于100%的数据,有N≤200,M≤N×(N−1)/2,Q≤50000,所有输入数据涉及整数均不超过100000。

解释:这道题目和加深了对Floyd的理解,Floyd本质是动态规划,f[k][i][j]:图有前k个节点的情况下,i到j的最短路是多少,那么我们就可以根据时间顺序来加入点,不断进行动态规划就OK

#include<iostream>
#include<cstdio>
#define N 205
using namespace std;
int n,m;
int a[N];
int f[N][N];
inline void updata(int k){
    for(int i=0;i<n;i++)
        for(int j=0;j<n;j++)
            if(f[i][j]>f[i][k]+f[j][k])
                f[i][j]=f[j][i]=f[i][k]+f[j][k];
    return;
}
int main(){
    cin>>n>>m;
    for(int i=0;i<n;i++)
    scanf("%d",a+i);
    for(int i=0;i<n;i++) for(int j=0;j<n;j++) f[i][j]=1e9;
    for(int i=0;i<n;i++) f[i][i]=0;
    int s1,s2,s3;
    for(int i=1;i<=m;i++){
        scanf("%d%d%d",&s1,&s2,&s3);
        f[s1][s2]=f[s2][s1]=s3;
    }
    int q;
    cin>>q;
    int now=0;
    for(int i=1;i<=q;i++){
        scanf("%d%d%d",&s1,&s2,&s3);
        while(a[now]<=s3&&now<n){
            updata(now);
            now++;
        }
        if(a[s1]>s3||a[s2]>s3)cout<<-1<<endl;
        else {
            if(f[s1][s2]==1e9)cout<<-1<<endl;
            else cout<<f[s1][s2]<<endl;
        }
    }
    return 0;
}

### 问题解析 P1119 重建洛谷(Luogu)上的一个经典图论题目,其核心问题是:在一个带权图中,某些节点在特定时间点才会开放,要求在给定的时间内找出两个节点之间的最短路径,前提是这些节点必须已经开放。 Dijkstra算法非常适合解决单源最短路径问题,尤其是在边权非负的情况下。然而,由于本题涉及动态开放的节点,需要对原始Dijkstra算法进行适当调整,以确保在某一时刻查询时,只考虑那些已经开放的节点。 --- ### 解决方案设计 #### 核心思想 - 每次查询是在某个时间节点之后进行的,因此只有在该时间节点之前开放的节点才能被访问。 - 在处理查询前,将所有开放时间小于等于当前查询时间的节点及其边加入图中,然后运行Dijkstra算法[^1]。 - 可以采用预处理的方式逐步构建图,并根据每个查询的时间顺序动态更新图的状态。 --- ### C++ 实现示例 ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <queue> #include <cstring> #include <algorithm> using namespace std; const int MAXN = 105; const int INF = 0x3f3f3f3f; int n, m, q; int open_time[MAXN]; // 每个节点开放的时间 vector<pair<int, int>> adj[MAXN]; // 邻接表:adj[u] 存储 (v, weight) bool visited[MAXN]; int dist[MAXN]; // Dijkstra算法函数,仅考虑开放时间 <= current_time 的节点 void dijkstra(int start, int current_time) { priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int>>> pq; fill(dist, dist + n, INF); fill(visited, visited + n, false); if (open_time[start] > current_time) return; // 起点未开放 dist[start] = 0; pq.push({0, start}); while (!pq.empty()) { int u = pq.top().second; pq.pop(); if (visited[u]) continue; visited[u] = true; for (auto edge : adj[u]) { int v = edge.first; int w = edge.second; if (open_time[v] > current_time) continue; // 节点v未开放 if (dist[v] > dist[u] + w) { dist[v] = dist[u] + w; pq.push({dist[v], v}); } } } } int main() { cin >> n >> m >> q; for (int i = 0; i < n; ++i) { cin >> open_time[i]; } for (int i = 0; i < m; ++i) { int u, v, w; cin >> u >> v >> w; adj[u].push_back({v, w}); adj[v].push_back({u, w}); // 无向图 } while (q--) { int x, y, t; cin >> x >> y >> t; dijkstra(x, t); if (dist[y] == INF || open_time[y] > t) { cout << -1 << endl; } else { cout << dist[y] << endl; } } return 0; } ``` --- ### 关键实现说明 1. **节点开放判断** 每次运行Dijkstra算法前,检查节点是否在当前时间已开放,未开放的节点不参与计算[^2]。 2. **优先队列优化** 使用`priority_queue`实现最小堆,提高查找最近未访问节点的效率。 3. **动态图构建** 图的邻接表在初始化时就加载了全部边,但在每次Dijkstra执行时通过条件过滤掉尚未开放的节点。 4. **输出结果判断** 若目标节点未开放或不可达,则输出 `-1`。 --- ###
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