SPFA算法
来源:互联网 发布:四分位数java 编辑:程序博客网 时间:2024/06/14 07:28
适用范围:给定的图存在负权边,这时类似Dijkstra等算法便没有了用武之地,而Bellman-Ford算法的复杂度又过高,SPFA算法便派上用场了。 我们约定有向加权图G不存在负权回路,即最短路径一定存在。当然,我们可以在执行该算法前做一次拓扑排序,以判断是否存在负权回路,但这不是我们讨论的重点。
算法思想:我们用数组d记录每个结点的最短路径估计值,用邻接表来存储图G。我们采取的方法是动态逼近法:设立一个先进先出的队列用来保存待优化的结点,优化时每次取出队首结点u,并且用u点当前的最短路径估计值对离开u点所指向的结点v进行松弛操作,如果v点的最短路径估计值有所调整,且v点不在当前的队列中,就将v点放入队尾。这样不断从队列中取出结点来进行松弛操作,直至队列空为止
期望的时间复杂度O(ke), 其中k为所有顶点进队的平均次数,可以证明k一般小于等于2。
实现方法:
建立一个队列,初始时队列里只有起始点,再建立一个表格记录起始点到所有点的最短路径(该表格的初始值要赋为极大值,该点到他本身的路径赋为0)。然后执行松弛操作,用队列里有的点作为起始点去刷新到所有点的最短路,如果刷新成功且被刷新点不在队列中则把该点加入到队列最后。重复执行直到队列为空
#include<cstdio>using namespace std;struct node{int x; int value; int next;};node e[60000];int visited[1505],dis[1505],st[1505],queue[1000];int main(){ int n,m,u,v,w,start,h,r,cur; freopen("c.in","r",stdin); freopen("c.out","w",stdout); while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF) { for(int i=1;i<=1500;i++) {visited[i]=0; dis[i]=-1; st[i]=-1; //这个初始化给下边那个while循环带来影响 } for(int i=1;i<=m;i++) { scanf("%d%d%d\n",&u,&v,&w); e[i].x=v; //记录后继节点 相当于链表中的创建一个节点,并使得数据域先记录 e[i].value=w; e[i].next=st[u]; //记录顶点节点的某一个边表节点的下标,相当于在链表中吧该边表节点的next指针先指向他的后继边表节点 st[u]=i; //把该顶点的指针指向边表节点,相当于链表中的插入中,头结点的指针改变 } start=1; visited[start]=1; dis[start]=0; h=0; r=1; queue[r]=start; while(h!=r) { h=(h+1)%1000; cur=queue[h]; int tmp=st[cur]; visited[cur]=0; while(tmp!=-1) { if (dis[e[tmp].x]<dis[cur]+e[tmp].value) //改成大于号才对 { dis[e[tmp].x]=dis[cur]+e[tmp].value; if(visited[e[tmp].x]==0) { visited[e[tmp].x]=1; r=(r+1)%1000; queue[r]=e[tmp].x; } } tmp=e[tmp].next; } } printf("%d\n",dis[n]); } return 0; }
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