团体天梯 L3-014 周游世界 （30 分）（STL）

L3-014 周游世界 （30 分）

周游世界是件浪漫事，但规划旅行路线就不一定了…… 全世界有成千上万条航线、铁路线、大巴线，令人眼花缭乱。所以旅行社会选择部分运输公司组成联盟，每家公司提供一条线路，然后帮助客户规划由联盟内企业支持的旅行路线。本题就要求你帮旅行社实现一个自动规划路线的程序，使得对任何给定的起点和终点，可以找出最顺畅的路线。所谓“最顺畅”，首先是指中途经停站最少；如果经停站一样多，则取需要换乘线路次数最少的路线。

输入格式：

输入在第一行给出一个正整数N（≤100），即联盟公司的数量。接下来有N行，第i行（i=1,⋯,N）描述了第i家公司所提供的线路。格式为：

M S[1] S[2] ⋯ S[M]

其中M（≤100）是经停站的数量，S[i]（i=1,⋯,M）是经停站的编号（由4位0-9的数字组成）。这里假设每条线路都是简单的一条可以双向运行的链路，并且输入保证是按照正确的经停顺序给出的 —— 也就是说，任意一对相邻的S[i]和S[i+1]（i=1,⋯,M−1）之间都不存在其他经停站点。我们称相邻站点之间的线路为一个运营区间，每个运营区间只承包给一家公司。环线是有可能存在的，但不会不经停任何中间站点就从出发地回到出发地。当然，不同公司的线路是可能在某些站点有交叉的，这些站点就是客户的换乘点，我们假设任意换乘点涉及的不同公司的线路都不超过5条。

在描述了联盟线路之后，题目将给出一个正整数K（≤10），随后K行，每行给出一位客户的需求，即始发地的编号和目的地的编号，中间以一空格分隔。

输出格式：

处理每一位客户的需求。如果没有现成的线路可以使其到达目的地，就在一行中输出“Sorry, no line is available.”；如果目的地可达，则首先在一行中输出最顺畅路线的经停站数量（始发地和目的地不包括在内），然后按下列格式给出旅行路线：

Go by the line of company #X1 from S1 to S2.
Go by the line of company #X2 from S2 to S3.
......

其中Xi是线路承包公司的编号，Si是经停站的编号。但必须只输出始发地、换乘点和目的地，不能输出中间的经停站。题目保证满足要求的路线是唯一的。

输入样例：

4
7 1001 3212 1003 1204 1005 1306 7797
9 9988 2333 1204 2006 2005 2004 2003 2302 2001
13 3011 3812 3013 3001 1306 3003 2333 3066 3212 3008 2302 3010 3011
4 6666 8432 4011 1306
4
3011 3013
6666 2001
2004 3001
2222 6666

输出样例：

2
Go by the line of company #3 from 3011 to 3013.
10
Go by the line of company #4 from 6666 to 1306.
Go by the line of company #3 from 1306 to 2302.
Go by the line of company #2 from 2302 to 2001.
6
Go by the line of company #2 from 2004 to 1204.
Go by the line of company #1 from 1204 to 1306.
Go by the line of company #3 from 1306 to 3001.
Sorry, no line is available.

选择好的结构可以让代码更清晰 

#include<iostream>
#include<vector>
#include<map>
using namespace std;
map<int, map<int, int>> graph;
map<int, int> visited;
vector<int> belong;
struct Line {
	vector<int> road;
	vector<pair<int, int>>change;  //转乘点，first为转乘点，second为当前节点与前节点连线的所属公司
	bool operator<(const Line& other)const {
		return road.size() != other.road.size() ? road.size() > other.road.size() : change.size() > other.change.size();
	}
};
Line line, outLine;
void print() {
	if (outLine.road.empty())
		cout << "Sorry, no line is available." << endl;
	else {
		cout << outLine.road.size() - 1 << endl;
		for (int i = 1; i < outLine.change.size(); i++) 
			printf("Go by the line of company #%d from %04d to %04d.\n", outLine.change[i].second, outLine.change[i - 1].first, outLine.change[i].first);		
	}
}
void search(int start, int end, int visit) {
	for (auto &it : graph[start]) {
		if (visited[it.first] != visit) {
			visited[it.first] = visit;
			int flag = 0;
			if (!belong.empty() && belong.back() != graph[line.road.back()][it.first]) {  //检查是否为换乘点
				line.change.push_back({ line.road.back(),belong.back() });
				flag = 1;
			}
			belong.push_back(graph[line.road.back()][it.first]);
			line.road.push_back(it.first);
			if (it.first == end && (outLine.road.empty() || outLine < line)) {
				outLine = line;
				outLine.change.push_back({ end,belong.back() });
			}
			else
				search(it.first, end, visit);
			line.road.pop_back();     //回溯
			if (flag)     
				line.change.pop_back();
			belong.pop_back();
			visited[it.first] = 0;
		}
	}
}
int main() {
	int n, m, k, tmp, pre, start, end;
	cin >> n;
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		cin >> m;
		for (int j = 0; j < m; j++) {
			cin >> tmp;
			if (j) {
				graph[tmp][pre] = i;
				graph[pre][tmp] = i;
			}
			pre = tmp;
		}
	}
	cin >> k;
	for (int i = 1; i <= k; i++) {
		cin >> start >> end;
		outLine.road.clear();   //初始化
		outLine.change.clear();
		line.road.push_back(start);
		line.change.push_back({ start,0 });
		visited[start] = i;
		search(start, end, i);  //恢复数据
		line.road.pop_back();
		line.change.pop_back();
		print();
	}
	return 0;
}