haoi2012 road 最短路+dp

C国有n座城市,城市之间通过m条单向道路连接。一条路径被称为最短路,当且仅当不存在从它的起点到终点的另外一条路径总长度比它小。两条最短路不同,当且仅当它们包含的道路序列不同。我们需要对每条道路的重要性进行评估,评估方式为计算有多少条不同的最短路经过该道路。现在,这个任务交给了你。

第一行包含两个正整数n、m
接下来m行每行包含三个正整数u、v、w,表示有一条从u到v长度为w的道路

输出应有m行,第i行包含一个数,代表经过第i条道路的最短路的数目对1000000007取模后的结果

4 4
1 2 5
2 3 5
3 4 5
1 4 8
2
3
2
1

数据规模

30%的数据满足:n≤15、m≤30

60%的数据满足:n≤300、m≤1000

100%的数据满足:n≤1500、m≤5000、w≤10000

前引

  一个无向图上,没有自环,所有边的权值均为1,对于一个点对(a,b),我们要把所有a与b之间所有最短路上的点的总个数输出。

第一行n,m,表示n个点,m条边 
接下来m行,每行两个数a,b,表示a,b之间有条边 
在下来一个数p,表示问题的个数 
接下来p行,每行两个数a,b,表示询问a,b

对于每个询问,输出一个数c,表示a,b之间最短路上点的总个数

5 6 
1 2 
1 3 
2 3 
2 4 
3 5 
4 5 

2 5 
5 1 
2 4

output



2

Hint

范围:n<=100,p<=5000 


应该预处理a数组,将权值设为无穷大 
然后读入题目中的p组问题 
用循环类似于floyd那样过一次就好了(能匹配上的+1) 

#include <iostream> 
using namespace std;
int a[101][101],n,p,ans,m;
int main()
{
    cin>>n>>m;
    for (int i=1;i<=n;i++)
    for (int j=1;j<=n;j++) 
    a[i][j]=100000;
    int x,y;
    for (int i=1;i<=m;i++)
    {
        cin>>x>>y;
        a[x][y]=1;
        a[y][x]=1;
    }
    for (int k=1;k<=n;k++)
    for (int i=1;i<=n;i++)
    for (int j=1;j<=n;j++)
    if (a[i][k]+a[k][j]<a[i][j])
    a[i][j]=a[i][k]+a[k][j];
    cin>>p;
    for (int i=1;i<=p;i++)
     {
        ans=2;
        cin>>x>>y;
        for (int l=1;l<=n;l++) 
        if (a[x][l]+a[l][y]==a[x][y]&&x!=l&&l!=y) ans++;
        cout<<ans<<endl;
     }
    return 0;
}

把每个点当作起点做spfa。

每次都处理两个数组a[i],b[i]分别表示从起点到点i的最短路数,和从i出发的最短路数。

然后枚举每条边,如果这条边在当前最短路图中。设这条边从i指向j,那就把a[i]*b[j]累加入这条边的答案。

对于这两个数组。我们可以在最短路图上dp一下,或者叫它dfs。

首先b数组比较好做。直接用它的后继结点更新即可.

对于a数组.我们需要先处理一个pre数组.pre[i]表示在最短路图中有多少条边指向i。

然后在做a数组的过程中.我们显然要正着算。

对于一个点,只有它被所有指向它的边的起点更新过之后,再去用这个点更新其他点。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#define P 1000000007
#define N 2000
#define M 5010
using namespace std;
struct use{int st,en,v;}e[M];
int point[N],next[M],x,y,v,n,m,cnt,p[N],dis[N],l[N*100];
long long ans[M],a[N],b[N];
bool f[N];
void add(int x,int y,int v){
    next[++cnt]=point[x];point[x]=cnt;
    e[cnt].st=x;e[cnt].en=y;e[cnt].v=v;
}
int spfa(int x){  
    int h(0),t(1),u;  
    memset(dis,127/3,sizeof(dis));memset(f,false,sizeof(f));
    dis[x]=0;l[t]=x;f[x]=true;  
    while (h<t){  
      u=l[++h];f[u]=false;  
      for (int i=point[u];i;i=next[i])  
        if (dis[e[i].en]>dis[u]+e[i].v){  
          dis[e[i].en]=dis[u]+e[i].v;  
          if (!f[e[i].en]){f[e[i].en]=true;l[++t]=e[i].en;  }  
        }  
    }    
}  
void dfs1(int x){
   f[x]=true;
   for (int i=point[x];i;i=next[i]){
      if (dis[e[i].en]==dis[x]+e[i].v){
         p[e[i].en]++;if (!f[e[i].en]) dfs1(e[i].en);
      }
   }
}
void dfs2(int x){
  for (int i=point[x];i;i=next[i]){
     if (dis[e[i].en]==dis[x]+e[i].v){
       p[e[i].en]--;(a[e[i].en]+=a[x])%=P;if (!p[e[i].en]) dfs2(e[i].en);
      }
    }
}
void dfs3(int x){
    b[x]=1;
    for (int i=point[x];i;i=next[i]){
     if (dis[e[i].en]==dis[x]+e[i].v){
       if (!b[e[i].en]) dfs3(e[i].en);(b[x]+=b[e[i].en])%=P;                                                                    
     }
    }
}
int main(){
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for (int i=1;i<=m;i++){scanf("%d%d%d",&x,&y,&v);add(x,y,v);}
    for (int i=1;i<=n;i++){
        spfa(i);memset(a,0,sizeof(a));memset(b,0,sizeof(b));memset(f,0,sizeof(f));
        dfs1(i);a[i]=1;dfs2(i);dfs3(i);
        for (int j=1;j<=m;j++){
          if (dis[e[j].en]==dis[e[j].st]+e[j].v) (ans[j]+=a[e[j].st]*b[e[j].en])%=P;
        }
    }
  for (int i=1;i<=m;i++){printf("%lld\n",ans[i]);}
}

一、所有点都能作为起点和终点的最短路-->暴力枚举起点

二、统计确定起点任意终点的最短路上的边出现次数

把问题拆分,找到在这些最短路上的边 和 统计边的出现次数

首先考虑找到最短路上的边和边的两端构成的集合最短路图

用到两个比较显然的结论:
1.最短路径上的任意一条边都在最短路图上
2.权值都为正的图的最短路图一定不存在环(当有权为0的边就可能存在环了,比如NOIp2017逛公园

我们可以先跑出最短路,然后枚举边E(u,v)E(u,v),当dis[v]==dis[u]+edge[E(u,v)]dis[v]==dis[u]+edge[E(u,v)]时,边EE就在最短路图上

关于统计,因为权值都为正无环,所以我们对最短路图考虑topo排序一波

对一条边E(u,v)E(u,v),如果有cnt1cnt1条路径到uu,从vv出去又可以分出cnt2cnt2条路径,则这条边的答案就是cnt1cnt2cnt1∗cnt2

对于cnt1cnt1,其实就是单源的最短路计数。对于cnt2cnt2,可以考虑反向建边跑,注意每个点都是起点,所以所有的cnt2cnt2初值都为1

关于卡常:正反图不要嫌麻烦,尽量不要建在一起然后分奇偶边,会T飞的

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <queue>
#include <iostream>
#define P pair <int ,int>
#define mod 1000000007
#define rg register
using namespace std;
const int N=1502;
const int M=10010;
int head[N],to[M],edge[M],Next[M],is[M],cnt=1,n,m;
inline void add(int u,int v,int w)//i&1 反向边
{
    to[++cnt]=v;edge[cnt]=w;Next[cnt]=head[u];head[u]=cnt;
    to[++cnt]=u;edge[cnt]=w;Next[cnt]=head[v];head[v]=cnt;
}
void init()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    int u,v,w;
    for(rg int i=1;i<=m;i++)
    {
        scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
        add(u,v,w);
    }
}
P p;int used[N],dis[N],ans[M];
inline void disj(int s)
{
    priority_queue <P,vector <P>,greater <P> > q;
    memset(used,0,sizeof(used));
    memset(dis,0x3f,sizeof(dis));
    dis[s]=0;
    p.first=0,p.second=s;
    q.push(p);
    while(!q.empty())
    {
        int u=q.top().second;
        q.pop();
        if(used[u]) continue;
        used[u]=1;
        for(int i=head[u];i;i=Next[i])
        {
            if(i&1) continue;
            int v=to[i],w=edge[i];
            if(dis[v]>dis[u]+w)
            {
                dis[v]=dis[u]+w;
                p.first=dis[v],p.second=v;
                q.push(p);
            }
        }
    }
}
int in1[N],in2[N],cnt1[N],cnt2[N];
inline void New()
{
    memset(is,0,sizeof(is));
    memset(in1,0,sizeof(in1));
    memset(in2,0,sizeof(in2));
    for(rg int u=1;u<=n;u++)
        for(int i=head[u];i;i=Next[i])
        {
            if(i&1) continue;
            int v=to[i],w=edge[i];
            if(dis[u]+w==dis[v]) is[i]=is[i^1]=1,in1[v]++,in2[u]++;
        }
}
inline void topo(int s)
{
    memset(cnt1,0,sizeof(cnt1));
    memset(cnt2,0,sizeof(cnt2));
    queue <int > q;
    q.push(s);
    cnt1[s]=1;
    while(!q.empty())
    {
        int u=q.front();
        q.pop();
        for(int i=head[u];i;i=Next[i])
        {
            if(!is[i]||(i&1)) continue;
            int v=to[i];
            in1[v]--;
            (cnt1[v]+=cnt1[u])%=mod;
            if(!in1[v]) q.push(v);
        }
    }
    for(rg int i=1;i<=n;i++)
        if(!in2[i])
        {
            cnt2[i]=1;
            q.push(i);
        }
    while(!q.empty())
    {
        int u=q.front();
        q.pop();
        for(int i=head[u];i;i=Next[i])
        {
            if(!is[i]||!(i&1)) continue;
            int v=to[i];
            in2[v]--;
            (cnt2[v]+=cnt2[u])%=mod;
            if(!in2[v]) cnt2[v]++,q.push(v);
        }
    }
}
inline void cal()
{
    for(rg int u=1;u<=n;u++)
        for(int i=head[u];i;i=Next[i])
        {
            if((i&1)||!is[i]) continue;
            int v=to[i];
            ans[i>>1]=(ans[i>>1]+cnt1[u]*cnt2[v]%mod)%mod;
        }
}
void work()
{
    for(rg int i=1;i<=n;i++)
    {
        disj(i);
        New();
        topo(i);
        cal();
    }
    for(rg int i=1;i<=m;i++)
        printf("%d\n",ans[i]);
}
int main()
{
    init();
    work();
    return 0;
}

末尾打的暴力蹦了只有10

const mo=1000000007;
var n,m,i,j,k,x,y,w,cnt:longint;
    ans:array[0..5001]of longint;
    map:array[0..1501,0..1501]of longint;
    s,v,h,p,z:array[0..5001]of longint;

procedure add(x,y,w:longint);
begin
 inc(cnt);
 s[cnt]:=x;
 v[cnt]:=y;
 z[cnt]:=w;
 p[x]:=h[x];
 h[x]:=cnt;
end;
begin
 readln(n,m);
 fillchar(map,sizeof(map),63);
for i:=1 to n do
map[i,i]:=0;
 for i:=1 to m do
  begin
   read(x,y,w);
   add(x,y,w);
  if map[x,y]>w then map[x,y]:=w;
 end;
 for k:=1 to n do
  for i:=1 to n do
   for j:=1 to n do
  begin
   if (i=k) or (j=k) then continue;
   if map[i,j]>map[i,k]+map[k,j] then map[i,j]:=map[i,k]+map[k,j];
  end;
  for i:=1 to n do
   for j:=1 to n do
begin
 if i=j then continue;
  for k:=1 to cnt do
  begin
 
   if map[i,s[k]]+map[v[k],j]+z[k]=map[i,j] then begin inc(ans[k]);ans[k]:=ans[k] mod mo;end;
end;
end;
for i:=1 to m do writeln(ans[i]);
end .

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