题目描述
给定一个n个点m条边的有向图,图中可能存在重边和自环, 边权可能为负数。
请你求出1号点到n号点的最短距离,如果无法从1号点走到n号点,则输出impossible。
数据保证不存在负权回路。
输入格式
第一行包含整数n和m。
接下来m行每行包含三个整数x,y,z,表示存在一条从点x到点y的有向边,边长为z。
输出格式
输出一个整数,表示1号点到n号点的最短距离。
如果路径不存在,则输出”impossible”。
数据范围
1≤n,m≤105,
图中涉及边长绝对值均不超过10000。
输入样例:
3 3
1 2 5
2 3 -3
1 3 4
输出样例:
2
算法思想
我们用数组dist记录每个结点的最短路径估计值,用邻接表来存储图(稀疏图)。这种算法实际上就Bellman-Ford算法的队列优化版本,即在该算法基础上,先从队头弹出一个点,再循环找出可以进行松弛操作的点进行松弛,如果可以松弛,更新距离后再入队。
值得注意的是,这里需要判断松弛经过的点是否已经在队中,如果在,则不需要入队。如下:
if (!st[v]) //st记录是否在队中,不在才入队
{
q.push(v);
st[v] = 1;
}
时间复杂度
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,所以他的时间复杂度就是:
平均情况下
最坏情况下
n 表示点数,m 表示边数
代码实现
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <queue>
using namespace std;
const int N=110000;
const int ma=0x3f3f3f3f;
int h[N],e[N],ne[N],w[N],idx;
int dist[N],st[N];
int n,m;
void add(int a,int b,int c)
{
e[idx]=b;
ne[idx]=h[a];
w[idx]=c;
h[a]=idx++;
}
int sp()
{
memset(dist,0x3f,sizeof(dist));
dist[1]=0;
queue<int> q;
q.push(1);
st[1]=1;
while(q.size())
{
int t=q.front();
q.pop();
st[t]=0;
for(int i=h[t];~i;i=ne[i])
{
int v=e[i];
if(dist[v]>dist[t]+w[i])
{
dist[v]=dist[t]+w[i];
if(!st[v])
{
q.push(v);
st[v]=1;
}
}
}
}
if(dist[n]==ma) return ma;
else return dist[n];
}
int main(int argc, char** argv)
{
cin>>n>>m;
memset(h,-1,sizeof(h));
for(int i=1;i<=m;i++)
{
int a,b,c;
cin>>a>>b>>c;
add(a,b,c);
}
int ans=sp();
if(ans==ma) cout<<"impossible";
else cout<<ans;
return 0;
}