UVA 1599 Ideal Path(双向bfs+字典序+非简单图的最短路+队列判重)

Posted Ying_zx

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了UVA 1599 Ideal Path(双向bfs+字典序+非简单图的最短路+队列判重)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

https://vjudge.net/problem/UVA-1599

给一个n个点m条边(2<=n<=100000,1<=m<=200000)的无向图,每条边上都涂有一种颜色。求从结点1到结点n的一条路径,使得经过的边数尽量少,在此前提下,经过边的颜色序列的字典序最小。一对结点可能有多条边,一条边可能连接相同的结点(自环)。输入保证结点1可以到达结点n。颜色是1~10^9的整数。

分析:

  1. 从题目中我们可以看出,题目中的无向图是可以出现自环和重边的,自环我们可以在输入的时候检查并排除,但是重边我们需要保留,并从中选择颜色最小的边。
  2. 题目的数据量很大,不可能采用邻接矩阵存储图,因此应采用邻接表,且邻接表便于进行bfs
  3. 路径的颜色不代表路径的权重,本题中路径是无权的  

 

思路:

从终点开始倒着bfs一次,得到每个点到终点的距离,然后从起点开始,按照每次距离减1的方法寻找接下来的点的编号。按照颜色最小的走,如果有多个颜色最小,则都拉入队列中,将最小的颜色记录在res数组中。

其中,index=d[0]-d[u]就得到了当前u节点对应的距离,也就是步骤数。

 

细节:

  1. 已经进入队列的节点不能重复入队,否则复杂度太高,会tle(重复入队的复杂度至少是O(n^2),在n=100000的情况下直接tle)
  2. 第一次bfs和第二次bfs的终止时机不同,第一次找到起点就终止,第二次则是从队列中取出节点时才能终止,为的是遍历完所有导向终点且路径长度一致的边,只有这样才能结果正确
  3. d数组记录每个节点到终点n的距离,不能用0进行初始化,而终点处的初始化必须是0
  4. d数组不能不初始化,否则对于多输入题目,前面的输入可能影响后面的输出
      1 #include <iostream>
      2 #include <algorithm>
      3 #include <string>
      4 #include <sstream>
      5 #include <set>
      6 #include <vector>
      7 #include <stack>
      8 #include <map>
      9 #include <queue>
     10 #include <deque>
     11 #include <cstdlib>
     12 #include <cstdio>
     13 #include <cstring>
     14 #include <cmath>
     15 #include <ctime>
     16 #include <functional>
     17 using namespace std;
     18 
     19 #define maxn 100000
     20 #define inf 0x7fffffff
     21 
     22 typedef struct ver
     23 {
     24     int num, color; //边的另一端的结点编号 和 颜色
     25     ver(int n, int c) : num(n), color(c) {}
     26 } Ver;
     27 
     28 int n, m, a, b, c;
     29 int d[maxn], res[maxn];        //d记录每个点到终点的最短距离 res记录最短路的颜色
     30 bool vis[maxn], inqueue[maxn]; //vis每个结点是否被访问过 inqueue标记结点是否加入了队列,防止重复加入
     31 vector<Ver> edge[maxn];        //邻接表记录图
     32 
     33 void bfs(int start, int end)
     34 {
     35     memset(inqueue, 0, n);
     36     memset(vis, 0, n);
     37     int u, v, c;
     38     queue<int> q;
     39     q.push(start);
     40     if (start == 0) //用于正向BFS
     41     {
     42         memset(res, 0, sizeof(int) * n);
     43         while (!q.empty())
     44         {
     45             u = q.front();
     46             q.pop();
     47             vis[u] = 1;
     48             if (u == n - 1)
     49                 return;
     50             int minc = inf, len = edge[u].size();
     51             for (int i = 0; i < len; i++)
     52                 if (!vis[v = edge[u][i].num] && d[u] - 1 == d[v])
     53                     minc = min(edge[u][i].color, minc); //获取所有路径中最小的颜色
     54             for (int i = 0; i < len; i++)
     55                 if (!vis[v = edge[u][i].num] && d[u] - 1 == d[v] && edge[u][i].color == minc && !inqueue[v])
     56                     q.push(v), inqueue[v] = 1; //若有多组颜色相同且未入队,则将其入队
     57             int index = d[0] - d[u];           //获得当前步数对应的下标
     58             if (res[index] == 0)
     59                 res[index] = minc;
     60             else
     61                 res[index] = min(res[index], minc); //获取最小颜色
     62         }
     63     }
     64     else
     65         while (!q.empty()) //用于反向DFS 构建层次图,找最短路
     66         {
     67             u = q.front();
     68             q.pop();
     69             vis[u] = 1;
     70             for (int i = 0, len = edge[u].size(); i < len; i++)
     71                 if (!vis[v = edge[u][i].num] && !inqueue[v])
     72                 {
     73                     d[v] = d[u] + 1; //一定是头一次入队,这通过inqueue保证
     74                     if (v == 0)
     75                         return;     //找到起点退出
     76                     q.push(v);      //如果不是起点,就把这个点入队
     77                     inqueue[v] = 1; //入队标记
     78                 }
     79         }
     80 }
     81 
     82 int main()
     83 {
     84     while (scanf("%d%d", &n, &m) == 2)
     85     {
     86         for (int i = 0; i < n; i++)
     87             edge[i].clear();
     88         memset(d, -1, sizeof(int) * n);
     89         d[n - 1] = 0; //初始化的细节
     90         while (m--)
     91         {
     92             scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
     93             if (a != b) //排除自环
     94             {
     95                 edge[a - 1].push_back(ver(b - 1, c));
     96                 edge[b - 1].push_back(ver(a - 1, c));
     97             }
     98         }
     99         bfs(n - 1, 0); //先反向BFS
    100         bfs(0, n - 1); //再正向BFS
    101         printf("%d\n%d", d[0], res[0]);
    102         for (int i = 1; i < d[0]; i++)
    103             printf(" %d", res[i]);
    104         printf("\n");
    105     }
    106     return 0;
    107 }

     

 

以上是关于UVA 1599 Ideal Path(双向bfs+字典序+非简单图的最短路+队列判重)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

BFS最短路径还原+字典序UVA 1599 Ideal Path 和 UPC 4431香港记者

BFS最短路径还原+字典序UVA 1599 Ideal Path 和 UPC 4431香港记者

每日一题 UVA - 1599 Ideal Path 字典序最短路

6-20 Ideal Path uva1599

UVA 1599 Ideal Path

[UVA 1599] Ideal Path | 细节最短路