1. 问题描述:
农夫约翰在巡视他的众多农场时,发现了很多令人惊叹的虫洞。虫洞非常奇特,它可以看作是一条单向路径,通过它可以使你回到过去的某个时刻(相对于你进入虫洞之前)。农夫约翰的每个农场中包含 N 片田地,M 条路径(双向)以及 W 个虫洞。现在农夫约翰希望能够从农场中的某片田地出发,经过一些路径和虫洞回到过去,并在他的出发时刻之前赶到他的出发地。他希望能够看到出发之前的自己。请你判断一下约翰能否做到这一点。翰拥有的农场数量 F,以及每个农场的完整信息。已知走过任何一条路径所花费的时间都不超过 10000 秒,任何虫洞将他带回的时间都不会超过 10000 秒。
输入格式
第一行包含整数 F,表示约翰共有 F 个农场。对于每个农场,第一行包含三个整数 N,M,W。接下来 M 行,每行包含三个整数 S,E,T,表示田地 S 和 E 之间存在一条路径,经过这条路径所花的时间为 T。再接下来 W 行,每行包含三个整数 S,E,T,表示存在一条从田地 S 走到田地 E 的虫洞,走过这条虫洞,可以回到 T 秒之间。
输出格式
输出共 F 行,每行输出一个结果。如果约翰能够在出发时刻之前回到出发地,则输出 YES,否则输出 NO。
数据范围
1 ≤ F ≤ 5
1 ≤ N ≤ 500,
1 ≤ M ≤ 2500,
1 ≤ W ≤ 200,
1 ≤ T ≤ 10000,
1 ≤ S,E ≤ N
输入样例:
2
3 3 1
1 2 2
1 3 4
2 3 1
3 1 3
3 2 1
1 2 3
2 3 4
3 1 8
输出样例:
NO
YES
来源:https://www.acwing.com/problem/content/description/906/
2. 思路分析:
分析题目可以知道虫洞属于负权边,我们需要在给定的图中判断是否存在负环,在图中找负环一般基于spfa算法,比较常用的方法是在spfa算法求解最短路径的过程中,使用count数组来记录到某个点的最短路径中包含的边的数目,如果到某个点的最短路径的边数大于等于n说明存在负环(如果是正环那么肯定不会大于等于n条边,边数越多最短路径权重越大);在一开始的时候我们可以将所有点加入到队列中,可以看成是加入一个虚拟源点,从虚拟源点出发寻找负环,并且对于到达某个点的dis距离数组可以初始化为任意值,dis距离初始化为任意值对找负环没有什么影响。当存在负环的时候对于只存在n个点的图来说出现了n条边说明需要n + 1个点也即有两个点是重复的所以存在负环。
3. 代码如下:
import collections
from typing import List
class Solution:
def spfa(self, n: int, g: List[List[int]]):
# 双端队列
q = collections.deque()
vis = [0] * (n + 1)
# count记录到某个点的最短路径的边数
count = [0] * (n + 1)
# dis初始化为任意值都可以, 因为存在负环所以到某个点的最短路径长度一定大于等于n
dis = [0] * (n + 1)
for i in range(1, n + 1):
# 将所有点入队
q.append(i)
# 标记当前的节点在队列中
vis[i] = 1
while q:
t = q.popleft()
vis[t] = 0
# g[t]为当前节点t连向其他节点的边, next为当前遍历的边, next[0]表示边的终点, next[1]表示边的权重
for next in g[t]:
if dis[next[0]] > dis[t] + next[1]:
dis[next[0]] = dis[t] + next[1]
count[next[0]] = count[t] + 1
if count[next[0]] >= n: return True
# 节点没有在队列中那么入队
if vis[next[0]] == 0:
q.append(next[0])
vis[next[0]] = 1
return False
def process(self):
# T组测试数据
T = int(input())
while T > 0:
n, m1, m2 = map(int, input().split())
g = [list() for i in range(n + 1)]
for i in range(m1):
# 这里m1是无向边
a, b, c = map(int, input().split())
g[a].append((b, c))
g[b].append((a, c))
# 虫洞属于负权有向边
for i in range(m2):
a, b, c = map(int, input().split())
g[a].append((b, -c))
# 存在负环输出"YES"
if self.spfa(n, g):
print("YES")
else:
print("NO")
T -= 1
if __name__ == "__main__":
Solution().process()