CodeVS1183 泥泞的道路 题解 【二分答案】【SPFA】

本文介绍了一种使用二分法寻找最优路径的方法。在一个被暴雨侵袭的城市中,每条道路有不同的泥泞程度和通行时间。任务是找到从起点到终点的路径,使得平均速度最大。文章详细解释了如何构建图模型并利用SPFA算法进行最长路径搜索。

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【题目描述】
CS有n个小区,并且任意小区之间都有两条单向道路(a到b,b到a)相连。因为最近下了很多暴雨,很多道路都被淹了,不同的道路泥泞程度不同。小A经过对近期天气和地形的科学分析,绘出了每条道路能顺利通过的时间以及这条路的长度。
现在小A在小区1,他希望能够很顺利地到达目的地小区n,请帮助小明找出一条从小区1出发到达小区n的所有路线中(总路程/总时间)最大的路线。请你告诉他这个值。
【题解】
这道题有:

(s1+s2+s3+...+sn)/(t1+t2+t3+...+tn)=ans
ans*(t1+t2+t3+...+tn)=(s1+s2+s3+...+sn)
//若有以求得的ans,对于大多数的ans
s1-ans*t1+s2-ans*t2+...+s3-ans*t3>0;

可见这道题可以用二分答案的做法,因为我们可以通过更改这个ans值让上述表达式不断地逼近0。既然要用二分,就要会写check()。这个check怎么写呢?我们可以将si-ans*ti作为边i的边权建图(这个题数据范围太小,可以用邻接矩阵),再跑一边最长路的SPFA,看dis[n]是否大于零就行了。
代码如下:

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;
const int N=100;
int p[N+5][N+5],t[N+5][N+5];//数据范围小,直接上邻接矩阵 
double f[N+5][N+5];//存储每一次的边权 
double dis[N*N+5];
bool flag[N*N+5];
int state[N*N+5];
int tim[N*N+5];
int n,head,tail;
int spfa(int s,int e)
{
    memset(dis,-0x3f,sizeof(dis));//最长路 
    memset(flag,false,sizeof(flag));
    memset(tim,0,sizeof(tim));
    memset(state,0,sizeof(state));
    head=0,tail=0;
    dis[s]=0,flag[s]=true,state[++tail]=s,tim[s]++;
    while(head!=tail)
    {
        int now=state[++head];
        flag[now]=false;
        for(int i=1;i<=n;i++)
        if(p[now][i]!=0&&dis[i]<dis[now]+f[now][i])//最长路 
        {
            dis[i]=dis[now]+f[now][i];
            if(!flag[i])
            {
                tim[i]++;
                state[++tail]=i;
                flag[i]=true;
                if(tim[i]>e)return true;
            }
        } 
    }
    return dis[e]>0;
}
int check(double x)
{
    memset(f,0,sizeof(f));
    for(int i=1;i<=n;i++)
    for(int j=1;j<=n;j++)
    f[i][j]=p[i][j]-x*t[i][j];//更新边权 
    return spfa(1,n);
}
int main()
{
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    for(int j=1;j<=n;j++)
    scanf("%d",&p[i][j]);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    for(int j=1;j<=n;j++)
    scanf("%d",&t[i][j]);
    double eps=0.0001;
    double lf=0,rg=10000;
    while(rg-lf>eps)//二分答案,eps为允许的误差范围 
    {
        double mid=(lf+rg)/2.0;
        if(check(mid))lf=mid;
        else rg=mid;
    }
    printf("%.3lf",lf);
    return 0;
}
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