[Daimayuan] 重建(C++,Floyd)

news/2024/10/18 5:55:32/

B B B 地区在地震过后,所有村庄都造成了一定的损毁,而这场地震却没对公路造成什么影响。但是在村庄重建好之前,所有与未重建完成的村庄的公路均无法通车。换句话说,只有连接着两个重建完成的村庄的公路才能通车,只能到达重建完成的村庄。

给出 B B B 地区的村庄数 N N N(村庄编号从 0 0 0 N − 1 N−1 N1)和所有 M M M 条公路的长度,公路是双向的。并给出第 i i i 个村庄重建完成的时间 t i t_i ti,你可以认为是同时开始重建并在第 t i t_i ti 天重建完成,并在当天即可通车。若 t i t_i ti 0 0 0 则说明地震未对此地区造成损坏,一开始就可以通车。之后有 Q Q Q 个询问 ( x , y , t ) (x,y,t) (x,y,t),对于每个询问你要回答在第 t t t 天,从村庄 x x x 到村庄 y y y 的最短路径长度为多少。如果经过若干个已重建完成的村庄,无法找到从 x x x 村庄到 y y y 村庄的路径,或者村庄 x x x 或村庄 y y y 在第 t t t 天仍未重建完成,则需要返回 − 1 −1 1

输入格式

第一行包含两个正整数 N , M N,M N,M,表示了村庄的数目与公路的数量。

第二行包含 N N N 个非负整数 t 0 , t 1 , . . . , t N − 1 t_0,t_1,...,t_{N−1} t0,t1,...,tN1,表示了每个村庄重建完成的时间。数据保证了 t 0 ≤ t 1 ≤ . . . ≤ t N − 1 t_0≤t_1≤...≤t_{N−1} t0t1...tN1

接下来 M M M 行,每行 3 3 3 个非负整数 i , j , w i,j,w i,j,w w w w 为不超过 10000 10000 10000 的正整数,表示了有一条连接村庄 i i i 与村庄 j j j 的道路,长度为 w w w。保证 i ≠ j i≠j i=j,且对于任意一对村庄只会存在一条道路。

接下来一行也就是 M + 3 M+3 M+3 行包含一个正整数 Q Q Q,表示 Q Q Q 个询问。

接下来 Q Q Q 行,每行 3 3 3 个非负整数 x , y , t x,y,t x,y,t,询问在第 t t t 天,从村庄 x x x 到村庄 y y y 的最短路径长度为多少,数据保证了 t t t 是不下降的。

输出格式

Q Q Q 行,对每一个询问 ( x , y , t ) (x,y,t) (x,y,t) 输出对应的答案,即在第 t t t 天,从村庄 x x x 到村庄 y y y 的最短路径长度为多少。如果在第 t t t 天无法找到从 x x x 村庄到 y y y 村庄的路径,或者村庄 x x x 或村庄 y y y 在第 t t t 天仍未修复完成,则输出 − 1 −1 1

数据范围

N ≤ 200 , M ≤ N × ( N − 1 ) / 2 , Q ≤ 50000 N≤200,M≤N×(N−1)/2,Q≤50000 N200MN×(N1)/2Q50000,所有输入数据涉及整数均不超过 100000 100000 100000

输入样例

4 5
1 2 3 4
0 2 1
2 3 1
3 1 2
2 1 4
0 3 5
4
2 0 2
0 1 2
0 1 3
0 1 4

输出样例

-1
-1
5
4

解题思路

如果没有天数限制,应该是一道多源最短路问题,可以采用Floyd算法解决。

但是现在多了一个重建时间限制,所以最短路无法一次性全部得到。

那么尝试简单的对每一次询问跑单源最短路(Dijkstra),时间复杂度为 O ( ( N + M ) ∗ l o g N ∗ Q ) O((N+M)*logN*Q) O((N+M)logNQ),必然 T L E TLE TLE

于是考虑优化。

题目中给了两个条件:

1)对于村庄重建时间,保证从 0 0 0~ n − 1 n-1 n1单调不减;

2)保证输入的 t t t是单调不减的。

如何利用这两个条件进行优化呢?

我们先来看一下Floyd算法:

for (int k = 0; k < n; k++) {//遍历节点//尝试在每一条路径中添加节点,以求更新最短路径for (int i = 0; i < n; i++) {for (int j = 0; j < n; j++) {dists[i][j] = min(dists[i][j], dists[i][k] + dists[k][j]);	}}
}

注意到我们的核心思想是遍历每一个节点,尝试把它添加到一条路径中,以求更新最短路径。

那么我们就可以根据日期的变化,动态的添加节点:

while (times[k] <= t) {//先判断是否重建完成,然后遍历节点//尝试在每一条路径中添加节点,以求更新最短路径for (int i = 0; i < n; i++) {for (int j = 0; j < n; j++) {dists[i][j] = min(dists[i][j], dists[i][k] + dists[k][j]);	}}k++;
}

我们的回复查询的代码段如下:

while (q--) {cin >> u >> v >> t;while (k <= n && times[k] <= t) {//先判断是否重建完成,然后遍历节点//尝试在每一条路径中添加节点,以求更新最短路径for (i = 0; i < n; i++) {for (j = 0; j < n; j++) {dists[i][j] = min(dists[i][j], dists[i][k] + dists[k][j]);}}k++;}if (k <= u || k <= v || dists[u][v] == NaN) cout << -1 << endl;else cout << dists[u][v] << endl;
}

最后可能存在一个疑问:如何确保 u , v u,v u,v路径上的村庄均已经重建完成?

逻辑证明如下:

起初,dists中存储的路径都是直接相连路径,路径上没有其他村庄。

路径上出现村庄的原因是我们用Floyd算法尝试在两点之间添加第三个点。

而我们添加的节点均为已经修建完的。

综上所述, u , v u,v u,v路径上的村庄均已重建完成。

最后,AC代码如下:

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
const int max_n = 200;
const int max_m = max_n * (max_n - 1) / 2;
const int max_q = 50000;
const int max_t = 100000;
const int max_w = 100000;
const long long NaN = 0x3F3F3F3F3F3F3F3F;long long dists[max_n][max_n];
int times[max_n];void add_edge(int u, int v, int w) {dists[u][v] = dists[v][u] = w;
}int main() {memset(dists, 0x3F, sizeof(long long) * max_n * max_n);int n, m, q;int u, v, w, t;cin >> n >> m;for (int i = 0; i < n; i++) cin >> times[i];for (int i = 0; i < m; i++) {cin >> u >> v >> w;add_edge(u, v, w);}cin >> q;int i, j, k = 0;while (q--) {cin >> u >> v >> t;while (k <= n && times[k] <= t) {//先判断是否重建完成,然后遍历节点//尝试在每一条路径中添加节点,以求更新最短路径for (i = 0; i < n; i++) {for (j = 0; j < n; j++) {dists[i][j] = min(dists[i][j], dists[i][k] + dists[k][j]);}}k++;}if (k <= u || k <= v || dists[u][v] == NaN) cout << -1 << endl;else cout << dists[u][v] << endl;}return 0;
}

http://www.ppmy.cn/news/86585.html

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