【計(jì)算機(jī)本科補(bǔ)全計(jì)劃】CCF 2016_09_04 交通規(guī)劃 (Dijkstra - 單源最短路徑算法)

正文之前

今天考完了!我可以很確定自己最多200分吧祈秕!第三題死活不記得那個(gè)星期幾轉(zhuǎn)換成年月日的算法了渺贤!所以第三題寫了一個(gè)小時(shí)結(jié)果最后卡死在哪兒動(dòng)不了!mmp 總共四個(gè)小時(shí)请毛,前面一個(gè)半小時(shí)解決了一二題志鞍,結(jié)果第三題一個(gè)小時(shí)浪費(fèi)了。第四題的圖論算法方仿,我看出來(lái)了是Dijkstra 算法 的變種固棚,但是最后還是沒(méi)能靈活的使用這個(gè)算法,所以就算把Dijkstra解決了仙蚜。但是還是沒(méi)法做到完成區(qū)分(我覺(jué)得已經(jīng)寫出來(lái)了按酥蕖!委粉!但是排完bug 編譯無(wú)錯(cuò)的時(shí)候已經(jīng)5:25了呜师。最后都沒(méi)交卷,只提交了代碼<纸凇汁汗!煩躁V云琛!)

正文

具體的想法來(lái)自下面這篇寫的很好的博客知牌,當(dāng)然祈争,他的代碼很復(fù)雜,不如我的精簡(jiǎn)角寸,但是解釋這個(gè)算法的手法比我好得多菩混!

不多說(shuō),我直接盜圖(圖片和我的代碼不相關(guān)扁藕,僅用于說(shuō)明算法):

從上圖看的出來(lái)墨吓,每個(gè)節(jié)點(diǎn)與我們?cè)O(shè)置的出發(fā)節(jié)點(diǎn)1有下列的距離關(guān)系:

初始的時(shí)候,有的完全不相連纹磺,設(shè)置為無(wú)窮大,相連的就給出距離亮曹,此時(shí)的時(shí)候橄杨,我們只知道1節(jié)點(diǎn)是1節(jié)點(diǎn)的最短路徑,當(dāng)然也就是0距離了照卦。其他的都是未知最短路徑J浇谩!注意R鄹采转!注意!瞬痘!敲黑板9蚀取! 我們一直有一個(gè)數(shù)組框全,數(shù)組大小等同于節(jié)點(diǎn)數(shù)察绷,每個(gè)元素都是bool變量,如果下標(biāo)所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn) 比如1節(jié)點(diǎn)津辩,已知到1的最短路徑拆撼,那么bool變量為true;否則為false喘沿,把所有的節(jié)點(diǎn)分為兩個(gè)集合闸度,一種是已知最短路徑的節(jié)點(diǎn)集合,一種是未知的節(jié)點(diǎn) 的集合蚜印。

下面進(jìn)入正題莺禁, Dijkstra算法的進(jìn)程。 首先是尋找跟1節(jié)點(diǎn)相連的距離最短的未知(要求這個(gè)節(jié)點(diǎn)的bool變量為 false窄赋,否則就跳過(guò))節(jié)點(diǎn)u睁宰, 找到后把他放到已知最短路徑的集合里面肪获,這是肯定的好不,其他的要不就是不相連柒傻,要不就是更短孝赫,所以從1出發(fā)的下一節(jié)點(diǎn)就肯定是這次找到的u。然后再環(huán)顧其他沒(méi)確定的節(jié)點(diǎn)红符,如果通過(guò)u到1的距離比它原來(lái)到1的距離還短青柄,那么就設(shè)置它的父節(jié)點(diǎn)是u,并且設(shè)置它到1的距離等于它到u的距離加上u到1的距離预侯。這樣在最后當(dāng)我們從這個(gè)節(jié)點(diǎn)到1的時(shí)候致开,就不會(huì)走原來(lái)的跟1直連的路(或者根本就不通),而是繞道u 走最短路徑萎馅。然后双戳,循環(huán)往復(fù)上面的過(guò)程,最后就可以所有的節(jié)點(diǎn)就有了一個(gè)前驅(qū)節(jié)點(diǎn)糜芳,有了一個(gè)到1節(jié)點(diǎn)的最短距離飒货。這個(gè)時(shí)候,我們需要哪個(gè)節(jié)點(diǎn)到1的距離峭竣,就等于它在上述算法中得到的距離塘辅,如果要找路徑,只需要對(duì)前驅(qū)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行壓棧皆撩,然后拋出就可以得到了?鄱铡!

下面的代碼來(lái)自下面的CCF試題:

試題編號(hào): 201609-4
試題名稱: 交通規(guī)劃
時(shí)間限制: 1.0s
內(nèi)存限制: 256.0MB
  • 問(wèn)題描述
      G國(guó)國(guó)王來(lái)中國(guó)參觀后扛吞,被中國(guó)的高速鐵路深深的震撼呻惕,決定為自己的國(guó)家也建設(shè)一個(gè)高速鐵路系統(tǒng)。
      建設(shè)高速鐵路投入非常大滥比,為了節(jié)約建設(shè)成本蟆融,G國(guó)國(guó)王決定不新建鐵路,而是將已有的鐵路改造成高速鐵路∈匚兀現(xiàn)在型酥,請(qǐng)你為G國(guó)國(guó)王提供一個(gè)方案,將現(xiàn)有的一部分鐵路改造成高速鐵路查乒,使得任何兩個(gè)城市間都可以通過(guò)高速鐵路到達(dá)弥喉,而且從所有城市乘坐高速鐵路到首都的最短路程和原來(lái)一樣長(zhǎng)。請(qǐng)你告訴G國(guó)國(guó)王在這些條件下最少要改造多長(zhǎng)的鐵路玛迄。

  • 輸入格式
      輸入的第一行包含兩個(gè)整數(shù)n, m由境,分別表示G國(guó)城市的數(shù)量和城市間鐵路的數(shù)量。所有的城市由1到n編號(hào),首都為1號(hào)虏杰。
      接下來(lái)m行讥蟆,每行三個(gè)整數(shù)a, b, c,表示城市a和城市b之間有一條長(zhǎng)度為c的雙向鐵路纺阔。這條鐵路不會(huì)經(jīng)過(guò)a和b以外的城市瘸彤。

  • 輸出格式
      輸出一行,表示在滿足條件的情況下最少要改造的鐵路長(zhǎng)度笛钝。

  • 樣例輸入
    4 5
    1 2 4
    1 3 5
    2 3 2
    2 4 3
    3 4 2

  • 樣例輸出
    11

  • 評(píng)測(cè)用例規(guī)模與約定
      對(duì)于20%的評(píng)測(cè)用例质况,1 ≤ n ≤ 10,1 ≤ m ≤ 50玻靡;
      對(duì)于50%的評(píng)測(cè)用例结榄,1 ≤ n ≤ 100,1 ≤ m ≤ 5000囤捻;
      對(duì)于80%的評(píng)測(cè)用例臼朗,1 ≤ n ≤ 1000,1 ≤ m ≤ 50000蝎土;
      對(duì)于100%的評(píng)測(cè)用例视哑,1 ≤ n ≤ 10000,1 ≤ m ≤ 100000瘟则,1 ≤ a, b ≤ n,1 ≤ c ≤ 1000枝秤。輸入保證每個(gè)城市都可以通過(guò)鐵路達(dá)到首都醋拧。

#include<iostream>
using namespace std;

#define  The_Bigest_Num  1000000
#define BIGEST  10000
int Tu[BIGEST][BIGEST];
bool Judge_IF_IS_IN_MIN[BIGEST];
int Distance[BIGEST];
int Qian_Qu[BIGEST];

void dijkstra(int v0,int n)
{
    for(int i=1;i<=n;++i)
    {
        Judge_IF_IS_IN_MIN[i]=false;
        Distance[i]=Tu[v0][i];
        if(Distance[i]!=The_Bigest_Num)
            Qian_Qu[i]=v0;
        else
            Qian_Qu[i]=-1;
    }
    Distance[v0]=0;
    Judge_IF_IS_IN_MIN[v0]=true;
    for(int i=2;i<=n;++i)
    {
        int mind=The_Bigest_Num;
        int u=v0;
        for(int j=1;j<=n;++j)
        {
            if(!Judge_IF_IS_IN_MIN[j] && Distance[j]<mind)
            {
                u=j;
                mind=Distance[j];
            }
        }
        Judge_IF_IS_IN_MIN[u]=true;
        int minQianQu=The_Bigest_Num;
        for(int j=1;j<=n;++j)
        {
            if(!Judge_IF_IS_IN_MIN[j] && Tu[u][j]<minQianQu)
            {
                if(Distance[j]>=Distance[u]+Tu[u][j])
                {
                    Distance[j]=Distance[u]+Tu[u][j];
                    Qian_Qu[j]=u;
                    minQianQu= Tu[u][j];
                }
            }
        }
    }

    int all=0;
    for(int i=2;i<=n;++i)
    {
        if(Qian_Qu[i]!=1)
        {
            all+=(Distance[i]-Distance[Qian_Qu[i]]);
        }
        else
            all+=Distance[i];
    }
    cout<<all<<endl;
}


int main()
{
    int lines,size;
    cin>>size>>lines;
    for(auto &x:Tu)
        for(auto &s:x)
            s=The_Bigest_Num;
    while(lines--)
    {
        int a,b,c;
        cin>>a>>b>>c;
        Tu[a][b]=c;
        Tu[b][a]=c;
    }
    dijkstra(1,size);
}

運(yùn)行結(jié)果如下:

Last login: Sun Dec  3 23:23:59 on ttys000
HustWolf:~ zhangzhaobo$ /Users/zhangzhaobo/program/C++/Dijkstra ; exit;
4 5
1 2 4
1 3 5
2 3 2
2 4 3
3 4 2
11
logout
Saving session...
...copying shared history...
...saving history...truncating history files...
...completed.
Deleting expired sessions...3 completed.

[進(jìn)程已完成]

正文之后

走了走了。睡覺(jué)淀弹,妹子來(lái)了睡眠有保障5ず尽(我是說(shuō)睡得安心,舒爽) 剛給老師說(shuō)想去實(shí)驗(yàn)室薇溃,估計(jì)后面就會(huì)變方向了 ~ 希望自己不忘初心吧菌赖,簡(jiǎn)書暫時(shí)還是別??,我還想玩幾年~~

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