单源最短路(dijkstra)

(*^▽^*),忽然发现一个惊天大秘密!!(好吧也有可能是因为之前太菜所以没有发现qwq)

那就是!dij 和prim 的板子好像是一样的哎 (*╹▽╹*)

就是说他们的思想好像是一样的,而且前面的内容,不管是变量的设置,还是queue的设置,好像..都差不多??

看一下哈:

prim:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

int n,m;
vector<pair<int,int> > v[1020000];

struct node{
    int x,w;
    node(int a=0,int b=0)
    {
        x=a;
        w=b;
    }
}; 

void add(int x,int y,int z)
{
    v[x].push_back(make_pair(y,z)); 
}

bool operator < (const node &a,const node &b)
{
    return a.w >b.w ;
}

priority_queue<node> q;

int dis[1020000];
bool vis[1020000];

int main()
{
//    freopen("in.txt","r",stdin);
    cin>>n>>m;
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        int a,b,c;
        cin>>a>>b>>c;
        add(a,b,c);
        add(b,a,c);
    }
    
    memset(dis,0x3f,sizeof(dis));
    
    dis[1]=0;
    q.push(node(1,dis[1]));
    int sum=0;
    int tot=1;
    
    
    while(!q.empty())
    {
        int x=q.top().x;
        q.pop();
        if(vis[x]) continue;
        vis[x]=1;
        tot++;
        sum+=dis[x];
        for(int i=0;i<v[x].size();i++)
        {
            int y=v[x][i].first;
            int z=v[x][i].second;
            if(dis[y]>z)
            {
                dis[y]=z;
                q.push(node(y,dis[y]));
             } 
        }
     } 
     
     if(tot<n-1) cout<<"orz";
     else cout<<sum;
     return 0;
    
    
}

dij:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

int n,m,s;
vector<pair<int,int> > v[1020000];
int d[1020000];
bool vis[1020000];

struct node{
    int x,w;
    node(int a=0,int b=0)
    {
        x=a;
        w=b;
    }
};

priority_queue<node> q;

bool operator < (const node &a,const node &b)
{
    return a.w >b.w ;
}

void add(int x,int y,int z)
{
    v[x].push_back(make_pair(y,z));
} 

int main()
{
    cin>>n>>m>>s;
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        int a,b,c;
        cin>>a>>b>>c;
        add(a,b,c);
//        add(b,a,c);
    }
    
    memset(d,0x3f,sizeof(d));
    
    d[s]=0;
    q.push(node(s,d[s]));
    while(!q.empty())
    {
        int x=q.top().x;
        q.pop();
        if(vis[x]) continue;
        vis[x]=1;
        for(int i=0;i<v[x].size();i++)
        {
            int y=v[x][i].first;
            int w=v[x][i].second;
            if(d[y]>d[x]+w)
            {
                d[y]=d[x]+w;
                q.push(node(y,d[y])); 
            }
        }
     } 
     
     for(int i=1;i<=n;i++) cout<<d[i]<<" ";
     return 0; 
    
}

主要看前面!!是不是几乎一样?!

不一样的点其实只有一下几个:
1.访问x节点的子节点y时,对于d[x]的修改方式不同

2.在取出队首元素标记访问的时候,prim因为最后要判断到底可不可以生成树,所以还要多加一步记录访问节点个数,但是dij却不需要

好啦,其实prim和dij好像只有以上两点区别,详细介绍还是看下面吧qwq

这里介绍 Dijkstra 算法,它是一个应用最为广泛的、名气也是最大的单源最短路径算法Dijkstra 算法有一定的局限性:它所处理的图中不能有负权边

「前提:图中不能有负权边」

换句话说,如果一张图中,但凡有一条边的权值是负值,那么使用 Dijkstra 算法就可能得到错误的结果不过,在实际生活中所解决的问题,大部分的图是不存在负权边的

如:有一个路线图,那么从一点到另外一点的距离肯定是一个正数,所以,虽然 Dijkstra 算法有局限性,但是并不影响在实际问题的解决中非常普遍的来使用它

看如下实例:

(1)初始

   

左边是一张连通带权有向图,右边是起始顶点 0 到各个顶点的当前最短距离的列表,起始顶点 0 到自身的距离是 0

(2)将顶点 0 进行标识,并作为当前顶点

   

对当前顶点 0 的所有相邻顶点依次进行松弛操作,同时更新列表从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小的顶点,即 顶点 2,就可以说,起始顶点 0 到顶点 2 的最短路径即 0 -> 2

因为:图中没有负权边,即便存在从顶点 1 到顶点 2 的边,也不可能通过松弛操作使得从起始顶点 0 到顶点 2 的距离更小

图中没有负权边保证了:对当前顶点的所有相邻顶点依次进行松弛操作后,只要能从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小的顶点,就能确定起始顶点到该顶点的最短路径

(3)将顶点 2 进行标识,并作为当前顶点

   

    

   (4)对当前顶点 2 的相邻顶点 1 进行松弛操作,同时更新列表

   

(5)对当前顶点 2 的相邻顶点 4 进行松弛操作,同时更新列表

   

   

(6)对当前顶点 2 的相邻顶点 3 进行松弛操作,同时更新列表

   

   

   

从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小的顶点,即 顶点 1,

就可以说,起始顶点 0 到顶点 1 的最短路径即 0 -> 2 -> 1

(7)将顶点 1 进行标识,并作为当前顶点

   

   

   

   

   

(8)对当前顶点 1 的相邻顶点 4 进行松弛操作,同时更新列表

   

从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小的顶点,即 顶点 4,就可以说,起始顶点 0 到顶点 4 的最短路径即 0 -> 2 -> 1 -> 4

(9)将顶点 4 进行标识,并作为当前顶点

   

   

当前顶点 4 没有相邻顶点,不必进行松弛操作

从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小的顶点,即 顶点 3,就可以说,起始顶点 0 到顶点 3 的最短路径即 0 -> 2 -> 3

(10)将顶点 3 进行标识,并作为当前顶点

   

   

   

对当前顶点 3 的相邻顶点 4 进行松弛操作,发现不能通过松弛操作使得从起始顶点 0 到顶点 4 的路径更短,所以保持原有最短路径不变至此,列表中不存在未标识顶点,Dijkstra 算法结束,找到了一棵以顶点 0 为根的最短路径树

Dijkstra 算法的过程总结:

第一步:从起始顶点开始

第二步:对当前顶点进行标识

第三步:对当前顶点的所有相邻顶点依次进行松弛操作

第四步:更新列表

第五步:从列表的未标识顶点中找到当前最短距离最小

       的顶点,作为新的当前顶点

第六步:重复第二步至第五步,直到列表中不存在未标识顶点

Dijkstra 算法主要做两件事情:

(1)从列表中找最值

(2)更新列表

显然,借助最小索引堆作为辅助数据结构,就可以非常容易地实现这两件事情

最后,Dijkstra 算法的时间复杂度:O(E*logV)

转自:https://blog.csdn.net/qq_35644234/article/details/60870719

@ Ouyang_Lianjun

原文地址:https://www.cnblogs.com/yxr001002/p/14082024.html