【训练题】最短路径树 SPFA
2016-11-10 19:00
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【问题描述】
所谓最短路径树,就是从s出发,沿着树上的边走到任意点i,那么经过的这些边的权值和就是s到i的最短路径。Dijkstra算法或SPFA算法不仅可计算从起点s到各点的最短路径长度,同时也可得到以s为根的最短路径树。方法是在进行松弛操作时,如果d[i] + c < d[j] 时,除了更新d[j]之外,还要设置fa[j]=i。这样把fa[j]看成j的父亲指针,则所有点形成了一棵树(因为每个结点都有唯一的前驱)。这样要从起点s出发沿最短路走到任意点,只需要顺着树边走即可。
现在请你利用最短路径树解下面这个决问题:
n个城市用m条双向公路连接,使得任意两个城市都能直接或间接地连通。其中城市编号为1..n,公路编号为1..m。任意个两个城市间的货物运输会选择最短路径,把这n*(n-1)条最短路径的和记为S。
现在你来寻找关键公路r,公路r必须满足:当r堵塞之后,S的值会变大(如果r堵塞后使得城市u和v不可达,则S为无穷大)。
【输入格式】
第1行包含两个整数n,m,接下来的m行,每行用三个整数描述一条公路a,b,len(1<=a,b<=n),表示城市a和城市b之间的公路长度为len,这些公路依次编号为1..m。
【输出格式】
从小到大输出关键公路的编号。
【输入样例】
【输出样例】
【数据范围】
对于20%的数据,有n<=50,1<=m<=1000。
对于100%的数据,有n<=100,1<=m<=3000,1<=len<=10000。
【来源】
Mr_He原创
思路:循环枚举i,进行一次SPFA或Dij,计算i到各点的最短路径时用fa[j]记录最短路径树上j点与它的父亲的边的id,得到以i为根的最短路径树。
在循环遍历每个节点的fa(即最短路径树上的边),标记该边再从i进行SPFA或Dij算最短路径和,与原来的路径和比较再标记。
代码:
所谓最短路径树,就是从s出发,沿着树上的边走到任意点i,那么经过的这些边的权值和就是s到i的最短路径。Dijkstra算法或SPFA算法不仅可计算从起点s到各点的最短路径长度,同时也可得到以s为根的最短路径树。方法是在进行松弛操作时,如果d[i] + c < d[j] 时,除了更新d[j]之外,还要设置fa[j]=i。这样把fa[j]看成j的父亲指针,则所有点形成了一棵树(因为每个结点都有唯一的前驱)。这样要从起点s出发沿最短路走到任意点,只需要顺着树边走即可。
现在请你利用最短路径树解下面这个决问题:
n个城市用m条双向公路连接,使得任意两个城市都能直接或间接地连通。其中城市编号为1..n,公路编号为1..m。任意个两个城市间的货物运输会选择最短路径,把这n*(n-1)条最短路径的和记为S。
现在你来寻找关键公路r,公路r必须满足:当r堵塞之后,S的值会变大(如果r堵塞后使得城市u和v不可达,则S为无穷大)。
【输入格式】
第1行包含两个整数n,m,接下来的m行,每行用三个整数描述一条公路a,b,len(1<=a,b<=n),表示城市a和城市b之间的公路长度为len,这些公路依次编号为1..m。
【输出格式】
从小到大输出关键公路的编号。
【输入样例】
4 6 1 2 1 2 3 1 3 4 1 1 4 1 1 3 1 4 1 1
【输出样例】
1 2 3 5
【数据范围】
对于20%的数据,有n<=50,1<=m<=1000。
对于100%的数据,有n<=100,1<=m<=3000,1<=len<=10000。
【来源】
Mr_He原创
思路:循环枚举i,进行一次SPFA或Dij,计算i到各点的最短路径时用fa[j]记录最短路径树上j点与它的父亲的边的id,得到以i为根的最短路径树。
在循环遍历每个节点的fa(即最短路径树上的边),标记该边再从i进行SPFA或Dij算最短路径和,与原来的路径和比较再标记。
代码:
#include<cstdio> #include<vector> #include<queue> using namespace std; const int maxn=105; const int maxm=3005; const int inf=200000000; vector<int>g[maxn],w[maxn],idx[maxn]; int n,m,d[maxn],fa[maxn],vis[maxn]={0},q[maxn*maxn]; bool mark[maxm]={0}; void init() { scanf("%d%d",&n,&m); for(int i=1;i<=m;i++) { int x,y,z; scanf("%d%d%d",&x,&y,&z); g[x].push_back(y); w[x].push_back(z); idx[x].push_back(i); g[y].push_back(x); w[y].push_back(z); idx[y].push_back(i); } } void initial() { for(int i=1;i<=n;i++) { d[i]=inf; } } void SPFA1(int x) { int front=0,root=0; q[root++]=x; vis[x]=1; d[x]=0; while(front!=root) { int i=q[front++]; vis[i]=0; for(int k=0;k<g[i].size();k++) { int j=g[i][k],c=w[i][k],z=idx[i][k]; if(d[i]+c>=d[j]) continue; d[j]=d[i]+c; fa[j]=z; if(vis[j]) continue; q[root++]=j; vis[j]=1; } } } void SPFA2(int x,int y) { int front=0,root=0; q[root++]=x; vis[x]=1; d[x]=0; while(front!=root) { int i=q[front++]; vis[i]=0; for(int k=0;k<g[i].size();k++) { int j=g[i][k],c=w[i][k],z=idx[i][k]; if(d[i]+c>=d[j]) continue; if(z==y) continue; d[j]=d[i]+c; if(vis[j]) continue; q[root++]=j; vis[j]=1; } } } int main() { init(); for(int i=1;i<=n;i++) { initial(); fa[i]=0; SPFA1(i); int s=0; for(int j=1;j<=n;j++) { s+=d[j]; } for(int j=1;j<=n;j++) { if(fa[j] && !mark[fa[j]]) { initial(); SPFA2(i,fa[j]); int tmp=0; for(int k=1;k<=n;k++) { tmp+=d[k]; } if(tmp>s) mark[fa[j]]=1; } } } for(int i=1;i<=m;i++) { if(mark[i]) { printf("%d\n",i); } } return 0; }
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