更新记录
【1】2020.05.21-00:36
1.完善dijkstra
【2】2020.05.21-11:25
1.完善dijkstra堆优化
【3】2020.06.11-17:43
1.更新内容
正文
铅制芝士(会一点点就行啦~)
- 动态规划
- 贪心
- 链式前向星
- 堆
持续更新中...
最短路算法是图论算法必学算法之一
那么既然它这么重要,就更需要我们深入了解,熟练掌握
(默认图为连通图)
dijkstra算法
有点贪心动规的意思
- 我们可以发现,起点到任何一个点的最短路都要经过至少一个的中转点(起点s也算一个中转点)
- 那么我们发现,如果想求出这个点的最短路,那么必定要求出它中转点的最短路
-
- 首先dijkstra算法不能处理负边权,所以我们在使用时默认图无负边权
-
- 所以1-其中一个中转点的最短路,一定小于等于1-终点的最短路
-
- 当小于时,中转点比其先确定最短路
-
- 当等于时,谁先处理都是一样的结果
- 那么依此类推,最后终将推到一个最最最简单的问题:两点间的最短路
这个问题只要你会存图就会做
(很像动态规划对不对)
^RT,我们要求出1-5的最短路径
就必须求出起点到中转点的最短路径,中转点为4
想求出1-4的最短路径,就先去求1-3的最短路径
同理求1-2的最短路
而1-2的最短路就是其连接的边的权值
算法思路:
定义变量(链式前向星的那堆变量就不再重复写了):
dis[i]
:表示从起点到i的最短距离
f[i]
:记录这条边有没有被确定过最短路
s
表示起点
初始化:dis[i]=∞;dis[s]=0
遍历每一个点
- 对于每一个点a,找到一个dis[b]最小的顶点b
- b被确定过最短路
- 遍历所有以b为起点的边,更新它们的dis
算法结束
#include<iostream>
using namespace std;
#define NUM 500050
#define INF 2147483647
struct Edge{
int na,np,w;
}e[NUM];
int head[NUM],dis[NUM],num,n,m,s,u,v,w,minn;
bool f[NUM];
inline void add(int f,int t,int w){
e[++num].na=head[f];
e[num].np=t,e[num].w=w;
head[f]=num;
}
int main(){
cin>>n>>m>>s;
for(int i=0;i<m;i++){
cin>>u>>v>>w;
add(u,v,w);
}
//初始化
for(int i=1;i<=n;i++) dis[i]=INF;
dis[s]=0;
//遍历每一个点
for(int i=1;i<=n;i++){
//对于每一个点a,找到一个dis[b]最小的顶点b
minn=-1;
for(int o=1;o<=n;o++)
if(f[o]==0&&(dis[minn]>dis[o]||minn==-1)) minn=o;
//b被确定过最短路
f[minn]=1;
//遍历所有以b为起点的边,更新它们的dis
for(int o=head[minn];o!=0;o=e[o].na)
if(!f[e[o].np])
dis[e[o].np]=min(dis[e[o].np],dis[minn]+e[o].w);
}
//算法结束,输出s到各点的最短距离
for(int i=1;i<=n;i++) cout<<dis[i]<<" ";
}
dijkstra堆优化
我们可以发现,对于原来的dijkstra算法,每次查找最小值时间复杂度都为O(n)
这显然很慢啊!!!
那么有什么算法可以在常数时间内求出最小值呢?
当然是(线段树)堆啦!
建立一个小根堆,即可迅速求出所有数据的最小值
整个算法的复杂度也降低了不少
我们发现,对于每次扫描,会有一些数据已经确定过最小值,再次进行扫描会浪费时间
所以我们要使用队列来实现
最终结论:用优先队列+二元组实现
明白了这个之后,这道题对你来说+岩浆=黑曜石
#include<cstdio>
#include<queue>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define ll int
#define NUM 500050
#define INF 2147483647
struct Edge{
int na,np,w;
}e[NUM];
ll head[NUM],dis[NUM],num,n,m,s,u,v,w,minn,bf,i;
bool f[NUM];
priority_queue<pair<ll,ll>,vector<pair<ll,ll> >,greater<pair<ll,ll> > >q;
inline void add(int f,int t,int w){
e[++num].na=head[f];
e[num].np=t,e[num].w=w;
head[f]=num;
}
inline int read() {
int X=0,W=1; char c=getchar();
while (c<'0'||c>'9') { if (c=='-') W=-1; c=getchar(); }
while (c>='0'&&c<='9') X=(X<<3)+(X<<1)+c-'0',c=getchar();
return X*W;
}
int main(){
n=read();m=read();s=read();
for(i=0;i<m;++i){
u=read();v=read();w=read();
add(u,v,w);
}
for(int i=1;i<=n;++i) dis[i]=INF;
dis[s]=0;
//以上全部为初始化
q.push(make_pair(0,s));
//将起点压进队列
while(q.size()){
//如果队列里还有元素
bf=q.top().second;q.pop();
//bf为当前次遍历的起点,保存后将这个元素弹出
if(f[bf]) continue;
//搜过了就不搜了
f[bf]=1;
//没搜过就标记一下
for(int i=head[bf];i;i=e[i].na){
//同样的遍历
if(dis[bf]+e[i].w<dis[e[i].np]){
//找到了更短的路径
dis[e[i].np]=dis[bf]+e[i].w;
//更新
q.push(make_pair(dis[e[i].np],e[i].np));
//既然有更优解那就将这个点压进队列,用来更新其他点
}
}
}
for(int i=1;i<=n;++i) printf("%d ",dis[i]);
//out
}
那么至于为什么make_pair的参数是最短距离,边的终点呢?
为什么不反过来存或存其他的参数呢
因为这是个自动排序的优先队列啊
因为二元组自带排序规则啊