蓝桥杯最短路(java过)&&spfa单源最短路算法

简介: 百度百科上spfa的思路为: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。

spfa



百度百科上spfa的思路为: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。


俗人的解释:用普通队列存点,每次抛出的点如果更新了周围邻居的距离并且这个点不在队列中,那么这个邻居点被更新了的就加入队列尾。一直到所有操作都不会改变邻居的距离,当队列为空时,当然,这可能要特殊处理有没有成负环(一般不会)。

百科上两个优化策略:


SPFA算法有两个优化策略SLF和LLL——SLF:Small Label First 策略,设要加入的节点是j,队首元素为i,若dist(j)<dist(i),则将j插入队首,否则插入队尾; LLL:Large Label Last 策略,设队首元素为i,队列中所有dist值的平均值为x,若dist(i)>x则将i插入到队尾,查找下一元素,直到找到某一i使得dist(i)<=x,则将i出队进行松弛操作。SLF 和 LLF 在随机数据上表现优秀,但是在正权图上最坏情况为 O(VE),在负权图上最坏情况为达到指数级复杂度。


蓝桥杯 最短路



这题用dijkstra过不了,只能用spfa.裸的spfa。

算法训练 最短路

时间限制:1.0s 内存限制:256.0MB


问题描述


给定一个n个顶点,m条边的有向图(其中某些边权可能为负,但保证没有负环)。请你计算从1号点到其他点的最短路(顶点从1到n编号)。


输入格式


第一行两个整数n, m。

接下来的m行,每行有三个整数u, v, l,表示u到v有一条长度为l的边。


输出格式


共n-1行,第i行表示1号点到i 1号点的最短路。


样例输入


3 3

1 2 -1

2 3 -1

3 1 2


样例输出


-1

-2


数据规模与约定


对于10%的数据,n = 2,m = 2。


对于30%的数据,n <= 5,m <= 10。

对于100%的数据,1 <= n <= 20000,1 <= m <= 200000,-10000 <= l <= 10000,保证从任意顶点都能到达其他所有顶点。


JAVA代码:


package 算法训练;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.io.StreamTokenizer;
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;
/*
 * spfa算法
 */
public class 最短路 {
  static int leng[];
  public static void main(String[] args) throws IOException {
    // TODO 自动生成的方法存根
    StreamTokenizer in=new StreamTokenizer(new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)));
    PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
    in.nextToken();
    int n=(int)in.nval;in.nextToken();int m=(int)in.nval;
    List<node>list[]=new ArrayList[n];//存储路径
    for(int i=0;i<n;i++)//声明
    {
      list[i]=new ArrayList<>();
    }
      leng=new int[n];
    boolean jud[]=new boolean[n];//判断是否在队列内
    for(int i=1;i<n;i++) {leng[i]=Integer.MAX_VALUE;}//初始最长均为max
    for(int i=0;i<m;i++)
    {
      in.nextToken();int u=(int)in.nval;
      in.nextToken();int v=(int)in.nval;
      in.nextToken();int l=(int)in.nval;
      list[u-1].add(new node(v-1, l));        
    }
    Queue<Integer>q1=new ArrayDeque<Integer>();
    q1.add(0);//第一个
    while(!q1.isEmpty())
    {
      int x=q1.poll();
      jud[x]=false;
       for(int i=0;i<list[x].size();i++)//遍历
    {
         int index=list[x].get(i).x;//x邻居该节点的编号
         int length=list[x].get(i).leng;//x到这个邻居的距离
        if(leng[index]>leng[x]+length)
        {
          leng[index]=leng[x]+length;
          if(!jud[index])//队列中没有该点
          {q1.add(index);jud[index]=true;}          
        }         
      }
    }
    for(int i=1;i<n;i++)
    {
      out.println(leng[i]);
    }
    out.flush();
  }
  static class node
  {
    int x;
    int leng;
    public node(int x,int leng)
    {
      this.x=x;
      this.leng=leng;
    }
  }
}


  • 运行结果为


20181031202321369.png


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