【数据结构】逛公园(spfa+dp)

题面

题意

策策同学特别喜欢逛公园。公园可以看成一张 N 个点 M 条边构成的有向图,且没有自环和重边。其中 1 号点是公园的入口,N 号点是公园的出口,每条边有一个非负权值,代表策策经过这条边所要花的时间。
策策每天都会去逛公园,他总是从 1 号点进去,从 N 号点出来。
策策喜欢新鲜的事物,他不希望有两天逛公园的路线完全一样,同时策策还是一个特别热爱学习的好孩子,他不希望每天在逛公园这件事上花费太多的时间。如果 1 号点到 N 号点的最短路长为 d,那么策策只会喜欢长度不超过 d+K 的路线。
策策同学想知道总共有多少条满足条件的路线,你能帮帮他吗?为避免输出过大,答案对Р取模。
如果有无穷多条合法的路线,请输出-1。

输入形式

第一行包含一个整数T,代表数据组数。
接下来T组数据,对于每组数据:
第一行包含四个整数 N, M , K, P,每两个整数之间用一个空格隔开。
接下来 M 行,每行三个整数 ai, bi, ci,代表编号为 ai, bi 的点之间有一条权值为 ci 的有向边,每两个整数之间用一个空格隔开

输出形式

输出文件包含T行,每行一个整数代表答案。

样例数据

//【样例输入】
2
5 7 2 10
1 2 1
2 4 0
4 5 2
2 3 2
3 4 1
3 5 2
1 5 3
2 2 0 10
1 2 0
2 1 0

//【样例输出】
3
-1

思路

先spfa求一遍最短路(实际上并不需要求出最短路)。接下来反向建图,再spfa求出终点 n 到各点的最短路 d[i] ,于是在每个点都可以知道它离终点的最短距离,当从点 i 往下一个点 j 走的时候,如果 d[j] + dis[i][j] > d[i] ,说明我们走了冤枉路,多走的冤枉路的值是 d[j] + dis[i][j] - d[i] 。因为不能选择大于最短路+k 的长度的路径,所以走的冤枉路的最大值就是 k,于是很容易的就想到了dp

设 dp[i][j] 表示在 i 号点还可以允许走 j 的冤枉路的方案数,考虑向下一个点 k 转移,转移方程为: dp[ i ][ j ] = Σ dp[k][  j - ( dis[i][k] + d[k] - d[i] )  ]   。

题目中说有0边,那么当出现0环的时候就有无穷多的情况了,判掉这种情况输出-1即可。

AC_Code

#include <bits/stdc++.h>
#define ll long long 
#include <vector>
#include <stack>
#define db double 
#define ls p<<1 
#define rs p<<1|1
const int K=55, N=100005, M=500005;
using namespace std;

int n,m,k,p,t1,t2,flag;
int d[N],f[N][K],vis[N][K];
int first[N],v[M],w[M],nxt[M];
int First[N],V[M],W[M],Nxt[M];

priority_queue<pair<int,int> >q;

void add(int x,int y,int z){
    nxt[++t1]=first[x];
    first[x]=t1;
    v[t1]=y;
    w[t1]=z;
}

void Add(int x,int y,int z){
    Nxt[++t2]=First[x];
    First[x]=t2;
    V[t2]=y;
    W[t2]=z;
}

void init()
{
	t1=t2=flag=0;
	memset(f,-1,sizeof(f));
	memset(first,0,sizeof(first));
	memset(First,0,sizeof(First));
}

void dijkstra(int s)
{
	int x,y,i;
	memset(d,127/3,sizeof(d));
	q.push(make_pair(0,s));d[s]=0;
	while(!q.empty())
	{
		x=q.top().second;q.pop();
		for(i=first[x];i;i=nxt[i])
		{
			y=v[i];
			if(d[y]>d[x]+w[i])
			{
				d[y]=d[x]+w[i];
				q.push(make_pair(-d[y],y));
			}
		}
	}
}

int dfs(int now,int val)
{
	if(~f[now][val])  return f[now][val];
	int i,to,num;f[now][val]=0,vis[now][val]=1;
	for(i=First[now];i;i=Nxt[i])
	{
		to=V[i];
		num=d[now]-d[to]+val-W[i];
		if(num<0)  continue;
		if(vis[to][num])  flag=1;
		f[now][val]=(f[now][val]+dfs(to,num))%p;
	}
	vis[now][val]=0;
	return f[now][val];
}

int main()
{
	int x,y,z,i,T;
	scanf("%d",&T);
	while(T--)
	{
		init();
		scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&k,&p);
		for(i=1;i<=m;++i)
		{
			scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
			add(x,y,z),Add(y,x,z);
		}
		int ans=0;
		dijkstra(1);
		for(i=0;i<=k;++i)  dfs(n,i);
		if(flag)  {puts("-1");continue;}
		memset(f,-1,sizeof(f));
		f[1][0]=1;
		for(i=0;i<=k;++i) ans=(ans+dfs(n,i))%p;
		cout<<ans<<endl;
	}
	return 0;
}

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