[洛谷P4366] 最短路

问题背景

在北纬 91° ,有一个神奇的国度,叫做企鹅国。这里的企鹅也有自己发达的文明,称为企鹅文明。因为企鹅只有黑白两种颜色,所以他们的数学也是以二进制为基础发展的。

比如早在 1110100111101001 年前,他们就有了异或这样一个数学概念。如果你不知道异或是什么,请出门过墙左转到这里

再比如早在 10000101000010 年前,他们的大科学家 Penguin. Tu 就提出了最短路径这样一些概念。

问题描述

企鹅国中有 N 座城市,编号从 1 到 N 。

对于任意的两座城市 i 和 j ,企鹅们可以花费 \((i~\mathrm{xor}~j) \times C\) 的时间从城市 i 走到城市 j ,这里 C 为一个给定的常数。

当然除此之外还有 M 条单向的快捷通道,第 i 条快捷通道从第 \(F_i\) 个城市通向第 \(T_i\) 个城市,走这条通道需要消耗 \(V_i\) 的时间。

现在来自 Penguin Kingdom University 的企鹅豆豆正在考虑从城市 A 前往城市 B 最少需要多少时间?

输入格式

从标准输入读入数据。

输入第一行包含三个整数 N,M,C ,表示企鹅国城市的个数、快捷通道的个数以及题面中提到的给定的常数C。

接下来的 M 行,每行三个正整数 \(F_i,T_i,V_i (1 \leq F_i \leq N,1 \leq T_i \leq N ,1\leq V_i \leq 100)\),分别表示对应通道的起点城市标号、终点城市标号和通过这条通道需要消耗的时间。

最后一行两个正整数 \(A,B (1 \leq C \leq 100)\),表示企鹅豆豆选择的起点城市标号和终点城市标号。

输出格式

输出到标准输出。

输出一行一个整数,表示从城市 A 前往城市 B 需要的最少时间。

样例输入

4 2 1
1 3 1
2 4 4
1 4

样例输出

5

解析

直观的一个思路是把所有题目中涉及的边(包括两两之间的路线)连起来,然后跑最短路。但是这样边的数量是\(N^2\)级别的。我们需要考虑优化连边。

观察第二种边的性质。第二种边是由异或定义的,不妨考虑拆位,异或运算就是对于每一个二进制位来决定的。那么,对于一个运算\(a xor b\),其等价于
\[ a\ xor\ b=a\ xor\ 2^{k_1}\ xor\ 2^{k_2}\ xor\ ...\ xor\ 2^{k_m} \]
那么,由异或运算的性质,图上从\(a\)走到\(b\),相当于从\(a\)走到\(a\ xor\ 2^{k_1}\),再从\(a\ xor\ 2^{k_1}\)走到\(a\ xor\ 2^{k_1}\ xor\ 2^{k_2}\),以此类推。这样,我们就这种类型的边的数量减少到了\(log\)级别。然后建图跑最短路即可。

代码

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <queue>
#include <cstring>
#define N 100002
#define M 5000002
using namespace std;
int head[N],ver[M],nxt[M],edge[M],l;
int n,m,c,s,t,i,j,dis[N];
int read()
{
    char c=getchar();
    int w=0;
    while(c<'0'||c>'9') c=getchar();
    while(c<='9'&&c>='0'){
        w=w*10+c-'0';
        c=getchar();
    }
    return w;
}
void insert(int x,int y,int z)
{
    l++;
    ver[l]=y;
    edge[l]=z;
    nxt[l]=head[x];
    head[x]=l;
}
void Dijkstra()
{
    priority_queue<pair<int,int> > q;
    memset(dis,0x3f,sizeof(dis));
    q.push(make_pair(0,s));
    dis[s]=0;
    while(!q.empty()){
        int x=q.top().second,d=-q.top().first;
        q.pop();
        if(d!=dis[x]) continue;
        for(int i=head[x];i;i=nxt[i]){
            int y=ver[i];
            if(dis[y]>dis[x]+edge[i]){
                dis[y]=dis[x]+edge[i];
                q.push(make_pair(-dis[y],y));
            }
        }
    }
}
int main()
{
    n=read();m=read();c=read();
    for(i=1;i<=m;i++){
        int u=read(),v=read(),w=read();
        insert(u,v,w);
    }
    for(i=0;i<=n;i++){
        for(j=0;(1<<j)<=n;j++){
            if((i^(1<<j))>n) continue;
            insert(i,(i^(1<<j)),(1<<j)*c);
        }
    }
    s=read();t=read();
    Dijkstra();
    printf("%d\n",dis[t]);
    return 0;
}

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转载自www.cnblogs.com/LSlzf/p/12208838.html