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最短路(一)
思想
1.一般求单源最短路
2.用的贪心
3.用已经确定是最短路径的结点去更新其他路径
4.带权图
5.需要dist(记录i到每个结点的最短路组),used(该节点是否已被确定为最短路)
一、例子
模拟过程
利用Dijkstra算法求出从源点1到其它各顶点的最短路径
二、代码
1.以leetcode743为例
代码如下(邻接矩阵):
class Solution {
public:
int networkDelayTime(vector<vector<int>>& times, int n, int k) {
int inf=0x3ffffff,ans=0;
//邻接矩阵
vector<vector<int>>g(n,vector<int>(n,inf));
vector<int>used(n,0);
vector<int>dist(n,inf);
for(auto& t:times)
{
int x=t[0]-1;
int y=t[1]-1;
g[x][y]=t[2];
}
dist[k-1]=0;
for(int i=0;i<n;i++)
{
int x=-1;
// 在还未确定最短路的点中,寻找距离最小的点
for(int j=0;j<n;j++)
{
if(!used[j]&&(x==-1||dist[x]>dist[j]))//第一个要特殊处理
{
x=j;
}
}
used[x]=1;
// 用该点更新所有其他点的距离
for(int j=0;j<n;j++)
{
dist[j]=min(dist[j],dist[x]+g[x][j]);
}
}
for(int i=0;i<n;i++)
{
ans=max(dist[i],ans);
}
if(ans==inf)return -1;//未找到
return ans;
}
};
2.堆优化
代码如下(示例):
class Solution {
public:
vector<unordered_map<int,int>>mp;
int networkDelayTime(vector<vector<int>>& times, int n, int k) {
int inf=0x3ffffff,ans=-1;
// 建图 - 邻接表
mp.resize(n );
//vector<int>used(n,0);
vector<int>dist(n,inf);
for(auto& t:times)
{
int x=t[0]-1;
int y=t[1]-1;
mp[x][y]=t[2];
}
//dist[k-1]=0;
// 优先队列中存放 (收到信号时间,结点)
priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int>>> s;
s.emplace(pair(0, k-1));
while(!s.empty())
{
// 在还未确定最短路的点中,寻找距离最小的点
auto cur=s.top();
s.pop();
if(dist[cur.second]!=inf)continue;//保证确定的最短路的点不被更改,
dist[cur.second]=cur.first;
// 用该点更新所有其他点的距离
for(auto& edg:mp[cur.second])
{
if(dist[edg.first]==inf)
{
s.emplace(pair(edg.second + cur.first, edg.first));
}
}
}
for(int i=0;i<n;i++)
{
ans=max(dist[i],ans);
}
if(ans==inf)return -1;//未找到
return ans;
}
};
解释:
比如1->3->2=19,1->2=20(前面的图)
先将1->2=20放入队列
因为1->3一定小于20,则一定先更新3,
通过3将(19,2)放入队列
因为2更新了,dist不是inf了,所以即使下次遇到(20,2)
也会直接continue
if(dist[cur.second]!=inf)continue;
s.emplace(pair(edg.second + cur.first, edg.first));
总结
复杂度分析:
1.O(n^2+m) n,m 分别为节点和边的数量
O(n^2)
无法处理负边权的图
2.O(ElogE)
O(N+E)