#1093 : 最短路径・3:SPFA算法
- 样例输入
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5 10 3 5 1 2 997 2 3 505 3 4 118 4 5 54 3 5 480 3 4 796 5 2 794 2 5 146 5 4 604 2 5 63
- 样例输出
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描写
万圣节的晚上,小Hi和小Ho在吃过晚餐以后,来到了1个巨大的鬼屋!
鬼屋中1共有N个地点,分别编号为1..N,这N个地点之间相互有1些道路连通,两个地点之间可能有多条道路连通,但是其实不存在1条两端都是同1个地点的道路。
不过这个鬼屋虽然很大,但是其中的道路其实不算多,所以小Hi还是希望能够知道从入口到出口的最短距离是多少?
提示:Super Programming Festival Algorithm。输入
每一个测试点(输入文件)有且唯一1组测试数据。
在1组测试数据中:
第1行动4个整数N、M、S、T,分别表示鬼屋中地点的个数和道路的条数,入口(也是1个地点)的编号,出口(一样也是1个地点)的编号。
接下来的M行,每行描写1条道路:其中的第i行动3个整数u_i,v_i,length_i,表明在编号为u_i的地点和编号为v_i的地点之间有1条长度为length_i的道路。
对100%的数据,满足N<=10^5,M<=10^6,1 <= length_i <= 10^3,1 <= S,T <= N,且S不等于T。
对100%的数据,满足小Hi和小Ho总是有办法从入口通过地图上标注出来的道路到达出口。
输出
对每组测试数据,输出1个整数Ans,表示那末小Hi和小Ho为了走出鬼屋最少要走的路程。
“唔……地点很多,道路很少,这个鬼屋是1个稀疏图,既然这1点被特地标注出来,那末想来有其作用的咯?”小Ho道。
“是的,正好有1种最短路径算法,它的时间复杂度只和边的条数有关,所以特别合适用来解决这类边的数量很少的最短路问题!”小Hi点了点头道:“它就是SPFA算法,即Shortest Path Faster Algorithm。”
“听上去很利害的模样,但是实际上怎样做的呢?”小Ho问道。
“你会用宽度优先搜索写这道题么?”小Hi反问道。
“这个固然会啊,构造1个队列,最开始队列里只有(S,0)――表示当前处于点S,从点S到达该点的距离为0,然后每次从队首取出1个节点(i,L)――表示当前处于点i,从点S到达该点的距离为L,接下来遍历所有从这个节点动身的边(i,j,l)――表示i和j之间有1条长度为l的边,将(j,L+l)加入到队尾,最后看所有遍历的(T,X)节点中X的最小值就是答案咯~”小Ho对搜索已是熟稔于心,张口便道。
“SPFA算法呢,其实某种意义上就是宽度优先搜索的优化――如果你在尝试将(p,q)加入到队尾的时候,发现队列中已存在1个(p,q')了,那末你就能够比较q和q':如果q>=q',那末(p,q)这个节点实际上是没有继续搜索下去的必要的――算是1种最优化剪枝吧。而如果q<q',那末(p,q')也是没有必要继续搜索下去的――但是它已存在于队列里了怎样办呢?很简单,将队列中的(p,q')改成(p,q)就能够了!”
“那我该怎样知道队列中是否是存在1个(p,q')呢?”<额,保护1个position[1..N]的数组就能够了,如果不在队列里就是⑴,否则就是所在的位置!”
“所以说这本质上就是宽度优先搜索的剪枝咯?”小Ho问道。
小Hi笑道:“怎样可能!SPFA算法实际上是BELLMAN-FORD算法的1种优化版本,只不过在成型以后可以被理解成为宽度优先搜索的!这个问题,我们会在以后好好讲1讲的!”
AC代码: