pat L2-1. 紧急救援——dijkstra

L2-1. 紧急救援

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200 ms
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65536 kB
代码长度限制
8000 B
判题程序
Standard
作者
陈越

作为一个城市的应急救援队伍的负责人,你有一张特殊的全国地图。在地图上显示有多个分散的城市和一些连接城市的快速道路。每个城市的救援队数量和每一条连接两个城市的快速道路长度都标在地图上。当其他城市有紧急求助电话给你的时候,你的任务是带领你的救援队尽快赶往事发地,同时,一路上召集尽可能多的救援队。

输入格式:

输入第一行给出4个正整数N、M、S、D,其中N(2<=N<=500)是城市的个数,顺便假设城市的编号为0~(N-1);M是快速道路的条数;S是出发地的城市编号;D是目的地的城市编号。第二行给出N个正整数,其中第i个数是第i个城市的救援队的数目,数字间以空格分隔。随后的M行中,每行给出一条快速道路的信息,分别是:城市1、城市2、快速道路的长度,中间用空格分开,数字均为整数且不超过500。输入保证救援可行且最优解唯一。

输出格式:

第一行输出不同的最短路径的条数和能够召集的最多的救援队数量。第二行输出从S到D的路径中经过的城市编号。数字间以空格分隔,输出首尾不能有多余空格。

输入样例:
4 5 0 3
20 30 40 10
0 1 1
1 3 2
0 3 3
0 2 2
2 3 2
输出样例:
2 60
0 1 3
/*
    dijkstra模板,可以计算最短路的长度,结果保存在dis[]中;
	如果有多条最短路,可以计算最短的条数,结果保存在num[]中;
	同时利用前缀数组记录最短路的路径,输出利用栈(stack);
	a[]数组表示每个点的权值,要求最后最短路的权值最大,结果保存在maxx[]中。
	
	
	patL2-1. 紧急救援。很不错大家可以理解试一试,最重要的是理解。
*/

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <algorithm>
#include <stack>
#define inf 0x3f3f3f3f
using namespace std;
const int N = 505;
int n,m,s,e;
int map[N][N];   //利用邻接矩阵保存图
int dis[N];      //最短路值
int vis[N];      //标记数组
int num[N];     //路径个数
int maxx[N];    //最短路径最大的权值和
int a[N];       //每个点的权值
int pre[N];     //保存路径,记录前驱
void dij(int start){
	int i;
	memset(vis,0,sizeof(vis));
	for(i=0;i<n;i++){
		if(i==start) {
			dis[i]=0;
			maxx[i]=a[i];
		}
		else {
			dis[i]=map[start][i];
			maxx[i]=a[start]+a[i];   //重要  maxx初始化
		}
		
		if(i!=start&&map[start][i]!=inf)
			pre[i]=start;
		else
			pre[i]=-1;
	}
	vis[start]=1;
	for(i=0;i<n;i++){
		int t=inf,j,k;
		for(j=0;j<n;j++){
			if(!vis[j]&&t>dis[j]){
				t=dis[j];
				k=j;
			}
		}
		if(t==inf){
			break;    //不连通
		}
		vis[k]=1;
		for(j=0;j<n;j++){
			if(!vis[j]){
				if(dis[j]>dis[k]+map[k][j]){
					dis[j]=dis[k]+map[k][j];
					maxx[j]=maxx[k]+a[j];
					num[j]=num[k];
					pre[j]=k;
				}
				else if(dis[j]==dis[k]+map[k][j]){
					num[j]=num[j]+num[k];
					if(maxx[j]<maxx[k]+a[j]){
						maxx[j]=maxx[k]+a[j];
						pre[j]=k;
					}
					//maxx[j]=max(maxx[j],maxx[k]+a[j]);
				}
			}
		}
	}
}
//输出路径   结尾换行,中间用空格隔开,且最后一个数后没有空格
void print_path(){
 	stack<int> S;
	for(int i=e;i!=-1;i=pre[i])
		S.push(i);
	int flag=0;
	while(!S.empty()){
		if(flag)
			printf(" ");
		else
			flag=1;
		printf("%d",S.top());
		S.pop();
	}
	printf("\n");
}
int main(){
	while(~scanf("%d %d %d %d",&n,&m,&s,&e)){
		int i,j;
		for(i=0;i<n;i++){
			scanf("%d",&a[i]);
			num[i]=1;
		}
		memset(map,inf,sizeof(map));
		for(i=0;i<m;i++){
			int ss,ee,ww;
			scanf("%d %d %d",&ss,&ee,&ww);
			map[ss][ee]=min(map[ss][ee],ww);   //避免存在重复的路径
			map[ee][ss]=min(map[ee][ss],ww);
		}
		dij(s);
		printf("%d %d\n",num[e],maxx[e]);
		//输出路径
		print_path();
	}
	return 0;
}


“L2 - 001紧急救援”通常是PAT(Programming Ability Test)天梯赛的一道题目。这道题主要涉及图论中的短路径问题,并且加入了一些额外的条件。 ### 问题描述 在一个城市的地图中,每个节点代表一个地点,边代表地点之间的道路,每条边有一个权重表示距离。每个地点有一定数量的救援队。给定起点和终点,需要找出从起点到终点的短路径。如果存在多条短路径,选择经过地点上救援队数量之和大的路径。 ### 问题解决思路 1. **图的表示**:使用邻接矩阵或邻接表来表示图,同时记录每个地点的救援队数量。 2. **短路径算法**:可以使用Dijkstra算法来求解短路径。在算法执行过程中,需要额外记录短路径的数量和经过地点上救援队的大数量。 3. **路径记录**:在求解短路径的过程中,记录每个节点的前驱节点,以便后可以回溯得到短路径。 ### 代码示例(Python) ```python import heapq # 读取输入 n, m, c1, c2 = map(int, input().split()) teams = list(map(int, input().split())) graph = [[] for _ in range(n)] for _ in range(m): u, v, w = map(int, input().split()) graph[u].append((v, w)) graph[v].append((u, w)) # 初始化距离、短路径数量、救援队数量和前驱节点 dist = [float('inf')] * n dist[c1] = 0 ways = [0] * n ways[c1] = 1 max_teams = [0] * n max_teams[c1] = teams[c1] pre = [-1] * n # 优先队列 pq = [(0, c1)] while pq: d, u = heapq.heappop(pq) if d > dist[u]: continue for v, w in graph[u]: if dist[u] + w < dist[v]: dist[v] = dist[u] + w ways[v] = ways[u] max_teams[v] = max_teams[u] + teams[v] pre[v] = u heapq.heappush(pq, (dist[v], v)) elif dist[u] + w == dist[v]: ways[v] += ways[u] if max_teams[u] + teams[v] > max_teams[v]: max_teams[v] = max_teams[u] + teams[v] pre[v] = u # 输出结果 print(ways[c2], max_teams[c2]) # 回溯路径 path = [] at = c2 while at != -1: path.append(at) at = pre[at] path.reverse() print(" ".join(map(str, path))) ``` ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:$O((V + E) \log V)$,其中 $V$ 是节点数量,$E$ 是边的数量。 - **空间复杂度**:$O(V + E)$,主要用于存储图和辅助数组。
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