10048 - Audiophobia (Floyd)

本文深入解析Floyd算法的核心思想及其在解决特定路径问题的应用,通过巧妙变形,实现求解最大噪音最小路径的目标。借鉴《最大面积最小的三角剖分》例题的思路,详细阐述状态方程的设定与动态规划过程,最终通过实例代码展示算法实现。

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该题是Floyd算法的一个巧妙变形,虽然AC率很高,但是真正要灵活变化到做出该题,显然要明白Floyd算法的思想和原理 ,弄清楚为什么可以这样更改算法的核心部分。

Floyd算法其实利用了动态规划的思想,适合求解结点不是很多的稠密图 。   

我们都知道,动态规划在利用循环嵌套求解时是要规定一个次序的,这样才能将状态成功的转移 。该题的次序就是由k来定义的,从小到大枚举k,定义其意义为i和j之间一点。

那么对于每一个i和j以及每一个k,最优状态就的状态转移方程d[i][j] = min(d[i][j],d[i][k]+d[k][j]);  

为什么这样可以表示出每两个点之间的最短路呢? 我们不妨将最短路看成动归中的最优解,那么每一个状态的最优解都是从局部最优解转移过来的,每一个状态都具有相似的子结构 ,所以就可以动态规划出所有的最优解了。

既然知道了其思想核心的动态规划,那么就不难修改了,修改时要注意状态方程所表示的新意义以及状态的转移 。

该题是求最大噪音最小的路径,是不是有点眼熟 ? 没错 ! 还记得第九章例题:《最大面积最小的三角剖分》吗? 如果忘了可以看这里:点击打开链接

该题的思想和那道题如出一辙,所以状态方程即可写出:d[i][j] = min(d[i][j],max(d[i][k],d[k][j]));

细节参见代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn = 100 + 5;
const int INF = 100000000;
int n,m,a,b,c,q,d[maxn][maxn],kase = 0,ok = 0;
void init() {
    for(int i=1;i<=n;i++)
        for(int j=1;j<=n;j++) d[i][j] = INF;
    for(int i=1;i<=m;i++) {
        scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
        d[a][b] = d[b][a] = c;
    }
}
void Floyd() {
    for(int k=1;k<=n;k++)
    for(int i=1;i<=n;i++)
        for(int j=1;j<=n;j++)
            if(d[i][k]!=INF&&d[k][j]!=INF)
            d[i][j] = min(d[i][j],max(d[i][k],d[k][j]));
}
int main() {
    while(~scanf("%d%d%d",&n,&m,&q)) {
        if(!n && !m && !q) return 0;
        if(ok) printf("\n");
        else ok = 1;
        init();
        Floyd();
        printf("Case #%d\n",++kase);
        while(q--) {
            scanf("%d%d",&a,&b);
            if(d[a][b] == INF) printf("no path\n");
            else printf("%d\n",d[a][b]);
        }
    }
    return 0;
}



<think>好的,用户现在想了解Floyd-Warshall算法和Floyd算法之间的区别。首先,我需要确认这两个算法是否实际上是同一个算法的不同名称,或者它们确实有不同的应用领域和功能。根据已有的知识,Floyd算法通常指的是用于寻找所有节点对之间最短路径的算法,由RobertFloyd提出。而Floyd-Warshall算法似乎也是指同样的算法,因为Warshall和Floyd都对此类算法有贡献。Warshall的算法原本用于计算有向图的传递闭包,后来被Floyd扩展用于最短路径问题,因此可能合并称为Floyd-Warshall算法。但用户可能认为它们是两个不同的算法,需要明确区分。接下来,我需要查阅提供的引用内容。引用[1]提到Floyd-Warshall算法用于所有节点对的最短路径,处理带权图,时间复杂度O(),不能处理负权环。引用[2]则描述了该算法的应用案例,包括三重循环更新距离矩阵。这些信息支持Floyd-Warshall算法即通常所说的Floyd算法,可能名称中的Warshall是因为历史原因,合并了两位贡献者的名字。 用户可能存在的混淆点在于名称的不同,可能认为它们是两个独立算法。需要指出它们实际上是同一个算法,只是名称不同。同时,可能提到Floyd还有其他算法,比如找最小环的Floyd算法,但用户问题中的上下文明显是关于最短路径的,所以应聚焦于此。 需要确保回答中明确说明两者是同一算法,解释名称来源,可能的其他Floyd算法,以及避免混淆的关键点。同时,根据用户提供的引用,强调算法的时间复杂度、应用场景和限制,以增强回答的可靠性。最后生成相关问题,帮助用户深入理解。</think>### Floyd-Warshall算法与Floyd算法的区别 Floyd-Warshall算法与Floyd算法实际上是**同一算法的不同名称**,主要用于解决所有节点对之间的最短路径问题。名称差异源于算法发展过程中两位独立研究者(Robert Floyd和Stephen Warshall)的贡献被合并引用。以下是具体说明: --- #### 1. **名称来源的差异** - **Floyd-Warshall算法**:名称中同时包含两位学者的姓氏,Warshall最初提出用于计算传递闭包的算法,Floyd将其扩展为求解最短路径问题[^1]。 - **Floyd算法**:通常指同一算法,但省略了Warshall的姓氏,尤其在工程领域更常用此简称。 --- #### 2. **功能与应用场景** 两种名称对应的算法功能完全一致: - **核心功能**:通过动态规划计算带权图中任意两节点之间的最短路径,支持有向图、无向图(权重可正可负),但不能处理含负权环路的图[^1]。 - **时间复杂度**:均为$O(n^3)$,其中$n$为节点数量[^1]。 - **典型应用**:路径规划(如交通导航)、网络优化、无人机航路计算等[^2]。 --- #### 3. **与其他Floyd算法的区分** 需注意与另一**Floyd判圈算法**(Floyd Cycle Detection Algorithm)区分: - **Floyd判圈算法**:用于检测链表或序列中的循环,与最短路径无关。 - **Floyd-Warshall/Floyd算法**:专注于图的最短路径计算。 --- #### 4. **算法实现对比** 以Python代码为例,两者的实现逻辑完全相同: ```python def floyd_warshall(graph): n = len(graph) dist = [[graph[i][j] for j in range(n)] for i in range(n)] for k in range(n): for i in range(n): for j in range(n): if dist[i][j] > dist[i][k] + dist[k][j]: dist[i][j] = dist[i][k] + dist[k][j] return dist ``` --- ### 总结 - **本质区别**:无实质区别,仅为命名习惯不同。 - **关键点**:若上下文提到“Floyd算法”且涉及最短路径问题,则默认等同于Floyd-Warshall算法。 ---
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