在 C++ 中查找任意一对不同良节点之间的最短距离


假设我们有一个给定的带权无向图,它有 N 个不同的节点和 M 条边,其中一些节点是良节点。我们必须找到任意一对不同良节点之间的最短距离。在下图中,黄色节点被认为是良节点。

因此,如果输入类似于

那么输出将是 11,因为良节点对及其之间的距离为:(1 到 3) 距离为 11,(3 到 5) 距离为 13,(1 到 5) 距离为 24,其中 11 是最小值。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • N := 100005

  • MAX_VAL := 99999999

  • 创建一个优先队列 q

  • result := MAX_VAL

  • 初始化 i := 1,当 i <= n 时,更新 (i 加 1),执行以下操作:

    • 如果 good_verts[i] 为假,则:

      • 忽略以下部分,跳到下一个迭代

    • 初始化 j := 1,当 j <= n 时,更新 (j 加 1),执行以下操作:

      • dist[j] := MAX_VAL

      • vis[j] := 0

    • dist[i] := 0

    • 当 (q 不为空) 时,执行以下操作:

      • 从 q 中删除元素

    • 将 { 0, i } 插入 q

    • good := 0

    • 当 (q 不为空) 时,执行以下操作:

      • v := q 的顶部元素

      • 从 q 中删除元素

      • 如果 vis[v] 为真,则:

        • 忽略以下部分,跳到下一个迭代

      • vis[v] := 1

      • good := good + (当 good_verts[v] 为真时为 1,否则为 0)

      • 如果 dist[v] > result,则:

        • 退出循环

      • 如果 good 等于 2 且 good_verts[v] 为真,则:

        • result := result 和 dist[v] 的最小值

        • 退出循环

      • 初始化 j := 0,当 j < graph[v] 的大小时,更新 (j 加 1),执行以下操作:

        • to := graph[v, j].first

        • weight := graph[v, j].second

        • 如果 dist[v] + weight < dist[to],则:

          • dist[to] := dist[v] + weight

          • 将 { dist[to], to } 插入 q

  • 返回 result

示例

让我们看看以下实现以更好地理解:

 实时演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define N 100005
#define MAX_VAL 99999999
void insert_edge(vector<pair<int, int> > graph[], int x, int y, int weight) {
   graph[x].push_back({ y, weight });
   graph[y].push_back({ x, weight });
}
int get_min_dist(vector<pair<int, int> > graph[], int n, int dist[], int vis[], int good_verts[], int k) {
   priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int> >, greater<pair<int, int>>> q;
   int result = MAX_VAL;
   for (int i = 1; i <= n; i++) {
      if (!good_verts[i])
         continue;
      for (int j = 1; j <= n; j++) {
         dist[j] = MAX_VAL;
         vis[j] = 0;
      }
      dist[i] = 0;
      while (!q.empty())
      q.pop();
      q.push({ 0, i });
      int good = 0;
      while (!q.empty()) {
         int v = q.top().second;
         q.pop();
         if (vis[v])
         continue;
         vis[v] = 1;
         good += good_verts[v];
         if (dist[v] > result)
            break;
         if (good == 2 and good_verts[v]) {
            result = min(result, dist[v]);
            break;
         }
         for (int j = 0; j < graph[v].size(); j++) {
            int to = graph[v][j].first;
            int weight = graph[v][j].second;
            if (dist[v] + weight < dist[to]) {
               dist[to] = dist[v] + weight;
               q.push({ dist[to], to });
            }
         }
      }
   }
   return result;
}
int main() {
   int n = 5, m = 5;
   vector<pair<int, int> > graph[N];
   insert_edge(graph, 1, 2, 3);
   insert_edge(graph, 1, 2, 3);
   insert_edge(graph, 2, 3, 4);
   insert_edge(graph, 3, 4, 1);
   insert_edge(graph, 4, 5, 8);
   int k = 3;
   int good_verts[N], vis[N], dist[N];
   good_verts[1] = good_verts[3] = good_verts[5] = 1;
   cout << get_min_dist(graph, n, dist, vis, good_verts, k);
}

输入

n = 5, m = 5
insert_edge(graph, 1, 2, 3);
insert_edge(graph, 1, 2, 3);
insert_edge(graph, 2, 3, 4);
insert_edge(graph, 3, 4, 1);
insert_edge(graph, 4, 5, 8);
k = 3
good_verts[1] = good_verts[3] = good_verts[5] = 1;

输出

7

更新于: 2020-08-27

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