POJ 3268 Silver Cow Party(spfa)

Silver Cow Party

Language:
Silver Cow Party
Time Limit: 2000MS Memory Limit: 65536K
Total Submissions: 30402 Accepted: 13798
Description

One cow from each of N farms (1 ≤ N ≤ 1000) conveniently numbered 1…N is going to attend the big cow party to be held at farm #X (1 ≤ X ≤ N). A total of M (1 ≤ M ≤ 100,000) unidirectional (one-way roads connects pairs of farms; road i requires Ti (1 ≤ Ti ≤ 100) units of time to traverse.

Each cow must walk to the party and, when the party is over, return to her farm. Each cow is lazy and thus picks an optimal route with the shortest time. A cow’s return route might be different from her original route to the party since roads are one-way.

Of all the cows, what is the longest amount of time a cow must spend walking to the party and back?

Input

Line 1: Three space-separated integers, respectively: N, M, and X
Lines 2…M+1: Line i+1 describes road i with three space-separated integers: Ai, Bi, and Ti. The described road runs from farm Ai to farm Bi, requiring Ti time units to traverse.
Output

Line 1: One integer: the maximum of time any one cow must walk.
Sample Input

4 8 2
1 2 4
1 3 2
1 4 7
2 1 1
2 3 5
3 1 2
3 4 4
4 2 3
Sample Output

10
Hint

Cow 4 proceeds directly to the party (3 units) and returns via farms 1 and 3 (7 units), for a total of 10 time units.

题意:给你n个点,m条边(单向边),目的地为X。求母牛们从各个点出发到X点聚会,之后再从X点返回原处,每个母牛都会走最短路径,问用时最长的母牛用时为多少。

题解:

正反建边跑最短路,求最大值。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<queue>
using namespace std;
const int maxn=200000+10;
queue<int>q;
struct bb{
    int x,y,z;
}a[maxn];
struct cc{
    int from,to,cost;
}es[maxn];
int first[maxn],nxt[maxn];
bool vis[maxn];
int tot=0;
void build(int ff,int tt,int pp)
{
    es[++tot]=(cc){ff,tt,pp};
    nxt[tot]=first[ff];
    first[ff]=tot;
}
int dis1[maxn];
int dis2[maxn];
void spfa(int s)
{
    q.push(s);
    vis[s]=1;
    dis1[s]=0;
    while(!q.empty())
    {
        int u=q.front();
        q.pop();
        vis[u]=0;
        for(int i=first[u];i;i=nxt[i])
        {
            int v=es[i].to;
            if(dis1[v]>dis1[u]+es[i].cost)
            {
                dis1[v]=dis1[u]+es[i].cost;
                if(!vis[v])
                {
                    q.push(v);
                    vis[v]=1;
                }
            }
        }
    }
}
int main()
{
    int n,m,s;
    while(scanf("%d%d%d",&n,&m,&s)!=EOF)
    {
        tot=0;
        memset(first,0,sizeof(first));
        memset(nxt,0,sizeof(nxt));
        memset(dis1,63,sizeof(dis1));
        for(int i=1;i<=m;i++)
        {
            int x,y,z;
            scanf("%d%d%d",&a[i].x,&a[i].y,&a[i].z);
            build(a[i].x,a[i].y,a[i].z);
        }
        spfa(s);
        tot=0;
        memset(first,0,sizeof(first));
        memset(nxt,0,sizeof(nxt));
        for(int i=1;i<=m;i++)
        {
        	build(a[i].y,a[i].x,a[i].z);
        	dis2[i]=dis1[i];
        }
        memset(dis1,63,sizeof(dis1));
        spfa(s);
        int ans=0;
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            ans=max(ans,dis1[i]+dis2[i]);
        }
        printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}
### 解题思路 POJ 3613 Cow Relays 问题要求计算在给定的图中,从起点到终点恰好经过 $k$ 条边的短路径。常规的暴力解法,即每次走一步更新短路径,时间复杂度为 $O(k * n^3)$,效率较低。可利用二进制思想和矩阵快速幂的方法,将时间复杂度优化到 $O(logK * n^3)$ [^2]。 具体思路如下: 1. **图的表示**:使用邻接矩阵来表示图,矩阵中的元素 `mat[i][j]` 表示从节点 `i` 到节点 `j` 的短距离,初始值设为无穷大 `INF`。 2. **矩阵乘法的定义**:普通矩阵乘法是对应元素相乘再相加,而这里定义的矩阵乘法是对应元素相加再取小值。即 `C.mat[i][j] = min(C.mat[i][j], A.mat[i][k] + B.mat[k][j])`,表示从节点 `i` 经过节点 `k` 到节点 `j` 的短距离。 3. **矩阵快速幂**:通过不断地将矩阵自乘,利用二进制的思想,快速计算出经过 $k$ 条边的短路径矩阵。 4. **节点编号映射**:由于节点编号可能不连续,使用一个数组 `f` 来将原始节点编号映射到连续的编号,方便矩阵操作。 ### 代码实现 以下是实现该算法的 C++ 代码: ```cpp #include <stdio.h> #include <string.h> #include <algorithm> #include <iostream> using namespace std; #define INF ((1<<30)-1) int n; struct matrix { int mat[201][201]; matrix() { for(int i = 0; i < 201; i++) for(int j = 0; j < 201; j++) mat[i][j] = INF; } }; int f[2001]; matrix mul(matrix A, matrix B) { matrix C; int i, j, k; for(i = 1; i <= n; i++) { for(j = 1; j <= n; j++) { for(k = 1; k <= n; k++) { C.mat[i][j] = min(C.mat[i][j], A.mat[i][k] + B.mat[k][j]); } } } return C; } matrix powmul(matrix A, int k) { matrix B; for(int i = 1; i <= n; i++) B.mat[i][i] = 0; while(k) { if(k & 1) B = mul(B, A); A = mul(A, A); k >>= 1; } return B; } int main() { matrix A; int k, t, s, e, a, b, c; scanf("%d%d%d%d", &k, &t, &s, &e); int num = 1; while(t--) { scanf("%d%d%d", &c, &a, &b); if(f[a] == 0) f[a] = num++; if(f[b] == 0) f[b] = num++; A.mat[f[a]][f[b]] = A.mat[f[b]][f[a]] = c; } n = num - 1; A = powmul(A, k); cout << A.mat[f[s]][f[e]] << endl; return 0; } ``` ### 代码解释 1. **结构体 `matrix`**:定义了一个矩阵结构体,用于存储图的邻接矩阵,构造函数将矩阵元素初始化为无穷大。 2. **函数 `mul`**:实现了自定义的矩阵乘法,计算两个矩阵相乘的结果。 3. **函数 `powmul`**:实现了矩阵快速幂,通过不断地将矩阵自乘,快速计算出经过 $k$ 条边的短路径矩阵。 4. **主函数 `main`**:读取输入数据,将节点编号映射到连续的编号,初始化邻接矩阵,调用 `powmul` 函数计算经过 $k$ 条边的短路径矩阵,后输出从起点到终点的短距离。
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