SPFA + 超级源

SPFA

由最短路算法2中我们可以看到Dijkstra算法并不能帮助我们判断负环(事实上如果用某些模板有负边权就会出错),这时候我们就需要用到SPFA算法了。

SPFA算法的思路是队列优化,用一个dis数组计算从源点到每个点的最短路,对于这n个点,m条边,我们从源点出发,搜索从这个点出发的所有边能到达的点,看是否可以更新dis数组,若可以更新,判断该点并有没有在队列中,若不在,则将这个点添加到队列中,并且将这个点进队的次数加一,显然对于一个点,它的最好情况就是每个点都可以更新它所在的dis,因此它的进队次数不应该超过n次,否则证明出现了负环。

例题:https://www.luogu.org/problem/P2648

赚钱

zzy现在决定环游中国,顺便赚点钱。zzy在一个城市最多只能赚D元,然后他可以选择退休也就是停止赚钱,或者去其它城市工作。当然,他可以在别处工作一阵子后又回到原来的城市再赚D元。这样的往返次数是没有任何限制的。

城市间有P条单向路径连接,共有C座城市,编号从1到C。路径i从城市Ai到城市Bi,在路径行走上不用任何花费。

zzy还可以乘飞机从某个城市飞到另一个城市。共有F条单向的航线,第i条航线是从城市Ji飞到另一座城市Ki,费用是Ti元。假如zzy身上没有现钱,他可以用以后赚的钱来付机票钱。

zzy可以从任何一个城市出发开始赚钱,并且选择在任何时候、任何城市退休。现在zzy想要知道,如果在工作时间上不做限制,那么zzy共可以赚多少钱呢?如果赚的钱也不会出现限制,那么就输出orz。

输入格式
第一行,4个用空格分开的正整数,D,P,C,F。

第二行到P+1行,第i+1行包含2个用空格分开的整数,表示一条从城市Ai到城市Bi的单向路径。

接下来的F行,每行3个用空格分开的正整数,表示一条从城市Ji到城市Ki的单向航线,费用为Ti。

输出格式
如果zzy赚的钱没有限制,输出orz。如果有限制,那么就输出在给定的规则下zzy最多可以赚到的钱数。

输入输出样例
输入 复制
100 3 5 2
1 5
2 3
1 4
5 2 150
2 5 120
输出 复制
250
AC代码:

#include<stdio.h>

#include<string.h>

#include<queue>

#define INF 0x3f3f3f3f

using namespace std;

struct node

{

int to,pow,next;

}map[100005];

int find[100005];

int cnt;

int d,p,c,f;

void build(int from,int to,int cost)

{

map[++cnt].to = to;

map[cnt].pow = cost -d;

map[cnt].next = find[from];

find[from] = cnt;

}

int vis[100005];

int num[100005];

int dis[100005];

int main()

{

memset(find,-1,sizeof(find));

queue<int>q;

scanf("%d%d%d%d",&d,&p,&c,&f);

int x,y;

for(int i = 0;i<p;i++)

{

scanf("%d%d",&x,&y);

build(x,y,0);

}

int cost;

for(int i = 0;i <f;i++)

{

scanf("%d%d%d",&x,&y,&cost);

build(x,y,cost);

}

int min = INF;

for(int i = 1;i <= c;i++)

{

memset(vis,0,sizeof(vis));

memset(num,0,sizeof(num));

memset(dis,0x3f,sizeof(dis));

dis[i] = -d;

vis[i] = 1;

num[i]++;

q.push(i);

while(!q.empty())

{

int p = q.front();

q.pop();vis[p] = 0;

int t = find[p];

while(t != -1)

{

if(dis[p] + map[t].pow< dis[map[t].to])

{

dis[map[t].to] = dis[p] + map[t].pow;

if(vis[map[t].to] == 0)

{

q.push(map[t].to);

vis[map[t].to] = 1;

num[map[t].to]++;

if(num[map[t].to] > c)

{

printf("orz\n");

return 0;

}

}

}

t = map[t].next;

}

}

for(int k = 1;k <=c;k++)

if(min > dis[k])

min = dis[k];

}

printf("%d\n",-min);

}

超级源:
在某些题目中(如上例题),会出现求多个点到多个点的最短路,这种情况下肯定最先想到用Floyed算法,但是复杂度达到了O(n^3),Dijkstra和spfa算法都是单源最短路,要用只能使用n次,复杂度同样很高,这种情况我们可以建立一个超级源,即新建一个节点,它到每个点的边权都为0.以超级源作为起始点使用Dijkstra和spfa算法即可解决问题

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