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    清风紫雪:最短路-Bellmm-ford算法

    作者:清风紫雪 时间:2021-02-02 12:22

    Bellmm-ford算法

    解决什么样的问题

    有边数限制的最短路,存在负权边,负环

    概念

    通俗的来讲就是:假设 1 号点到 n 号点是可达的,每一个点同时向指向的方向出发,更新相邻的点的最短距离,通过循环 n-1 次操作,若图中不存在负环,则 1 号点一定会到达 n 号点,若图中存在负环,则在 n-1 次松弛后一定还会更新

    思路

    for k次
      for 所有边 a,b,w (松弛操作)
        dist[b] = min(dist[b],back[a] + w)

    注意:back[] 数组是上一次迭代后 dist[] 数组的备份,由于是每个点同时向外出发,因此需要对 dist[] 数组进行备份,若不进行备份会因此发生串联效应,影响到下一个点

    ①初始化距离数组,其他为无穷,起点距离为0

    ②外层for循环k次,代表最多走k次,内层循环所有边,更新最短距离,整体复杂度为O(n*m)

    具体算法实现上,在内层循环开始前,加一个last数组,来存储上一次dist数组的距离,防止串联

    注意:是否能到达n号点的判断中需要进行if(dist[n] > INF/2)判断,而并非是if(dist[n] == INF)判断,原因是INF是一个确定的值,并非真正的无穷大,会随着其他数值而受到影响,dist[n]大于某个与INF相同数量级的数即可。

    代码

    题目:https://www.acwing.com/problem/content/855/

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    const int N=550,M=10010;
    
    struct Edge
    {
        int a, b, c;
    }edges[M];
    
    int n,m,k;
    int dist[N];
    int last[N];
    
    int bellmm_ford()
    {
        memset(dist,0x3f,sizeof(dist));
        dist[1]=0;
        for(int i=0;i<k;i++)
        {
            //加入last数组,是为了防止进行串联
            //保存上一次的dist数组距离
            memcpy(last,dist,sizeof(last));
            for(int j=0;j<m;j++)
            {
                auto e=edges[j];
                dist[e.b]=min(dist[e.b],last[e.a]+e.c);
            }
        }
        //因为他是存在负边的,会有某个点到最终点权值为负,则会更新最终点的距离,使它小于0x3f3f3f3f,故由此判断
        if(dist[n]<0x3f3f3f3f/2)
            return dist[n];
        else
            return -1;
    }
    
    
    int main()
    {
        int i,j;
        cin>>n>>m>>k;
        for(i=0;i<m;i++)
        {
            int a,b,c;
            cin>>a>>b>>c;
            edges[i]={a,b,c};
        }
        int ans=bellmm_ford();
        if(ans!=-1)
            cout<<ans;
        else
            cout<<"impossible";
        return 0;
    }

     

    bk