luogu 2483 K短路 (可持久化左偏树)

题面:

题目大意:给你一张有向图,求1到n的第k短路

$K$短路模板题

假设整个图的边集为$G$

首先建出以点$n$为根的,沿反向边跑的最短路树,设这些边构成了边集$T$

那么每个点沿着树边走到点$n$,它对于答案的贡献为0

我们加入一条非树边,它对于答案的贡献就是$delta(u,v)=dis[v]+e(u,v)-dis[u]$,即如果选择了这条边,这条路径的长度就会增加$delta(u,v)$

那么一条路径$p$的总长度就是$dis_{min}+\sum\limits_{e\in p,e\in G-T} delta(e)$

我们现在要求出前$K$条总长度最小的路径长度,(即使在这道题里我们不知道K是多少)

我们首先向一个堆中加入一条非树边,然后依次拓展,拓展的过程是这样的:

每次从堆中取出一条边集$p$,然后有两种情况

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1.把末尾这条边替换成,这条边原来所在的边集里,边权大于等于它的一条边

2.新加入一条,末尾这条边的终点$v$,在最短路树里的一个祖先所能扩展的一条最短的非树边

这样扩展保证了每次新产生的边集贡献$\geq $原来的边集贡献,保证了有序性

且每次都选择最短的边集,保证了同一种边集不会重复讨论

第二个操作需要找出最小的后继状态,而后继状态可能很多,想办法用数据结构维护

在最短路树上每个点都维护反向非树边的集合,那么子节点也要包含父节点的集合,需要可持久化

而对于第一个操作,我们需要一个有序表来扩展,所以要用到堆之类的东西

可持久化可并堆!

无非就是$merge$里每次合并都新建节点罢了

第一个操作就是把最后一条边换成这条边在堆中的左右儿子

第二个操作直接取堆顶即可

这也是类似于普通$dijkstra$最短路的扩展过程

  1 #include <queue>
  2 #include <cmath>
  3 #include <vector>
  4 #include <cstdio>
  5 #include <cstring>
  6 #include <algorithm>
  7 #define N1 5010
  8 #define M1 200010
  9 #define S1 N1<<8
 10 #define ll long long 
 11 #define dd double
 12 using namespace std;
 13 const dd eps=1e-7;
 14 
 15 template <typename _T> void read(_T &ret)
 16 {
 17     ret=0; _T fh=1; char c=getchar();
 18     while(c<'0'||c>'9'){ if(c=='-') fh=-1; c=getchar(); }
 19     while(c>='0'&&c<='9'){ ret=ret*10+c-'0'; c=getchar(); }
 20     ret=ret*fh;
 21 }
 22 
 23 int n,m;
 24 struct Edge{
 25 int to[M1<<1],nxt[M1<<1],val[M1<<1],head[N1],cte; dd dis[M1<<1];
 26 void ae(int u,int v,dd d)
 27 {
 28     cte++; to[cte]=v; nxt[cte]=head[u];
 29     head[u]=cte; dis[cte]=d;
 30 }
 31 }e; 
 32 
 33 
 34 struct node1{
 35 int x; dd d;
 36 node1(int x,dd d):x(x),d(d){} node1(){}
 37 friend bool operator < (const node1 &s1,const node1 &s2)
 38 {
 39     return s1.d>s2.d;
 40 }
 41 };
 42 
 43 struct Heap{
 44 int ch[S1][2],h[S1],root0[N1],root1[N1],tot; node1 val[S1];
 45 int merge0(int x,int y)
 46 {
 47     if(!x||!y) return x+y;
 48     if(val[x]<val[y]) swap(x,y);
 49     ch[x][1]=merge0(ch[x][1],y);
 50     if(h[ch[x][0]]<h[ch[x][1]]) swap(ch[x][0],ch[x][1]);
 51     h[x]=h[ch[x][1]]+1;
 52     return x;
 53 }
 54 int merge1(int x,int y)
 55 {
 56     if(!x||!y) return x+y;
 57     if(val[x]<val[y]) swap(x,y);
 58     int nx=++tot; val[nx]=val[x]; ch[nx][0]=ch[x][0]; ch[nx][1]=ch[x][1]; h[nx]=h[x];
 59     ch[nx][1]=merge1(ch[x][1],y);
 60     if(h[ch[nx][0]]<h[ch[nx][1]]) swap(ch[nx][0],ch[nx][1]);
 61     h[nx]=h[ch[nx][1]]+1;
 62     return nx;
 63 }
 64 }h;
 65 
 66 priority_queue<node1>q;
 67 int use[N1]; dd dis[N1];
 68 void dijkstra()
 69 {
 70     node1 k; int x,j,v;
 71     q.push(node1(n,0)); dis[n]=0;
 72     for(j=1;j<n;j++) dis[j]=666666666;
 73     while(!q.empty())
 74     {
 75         k=q.top(); q.pop(); x=k.x; 
 76         if(use[x]) continue; use[x]=1;
 77         for(j=e.head[x];j;j=e.nxt[j])
 78         {
 79             v=e.to[j]; 
 80             if(dis[v]-eps>dis[x]+e.dis[j])
 81             {
 82                 dis[v]=dis[x]+e.dis[j];
 83                 q.push(node1(v,dis[v]));
 84             }
 85         }
 86     }
 87 }
 88 int fa[N1],de; dd la[N1];
 89 void dfs_tree(int x)
 90 {
 91     int j,v;
 92     if(fa[x]) h.root1[x]=h.merge1(h.root1[fa[x]],h.root0[x]);
 93     for(j=e.head[x];j;j=e.nxt[j])
 94     {
 95         v=e.to[j]; if(!e.val[j]) continue;
 96         dfs_tree(v);
 97     }
 98 }
 99 void build_tree()
100 {
101     int i,x,j,v;
102     for(i=1;i<=n;i++) 
103     {
104         for(j=e.head[i];j;j=e.nxt[j])
105         {
106             v=e.to[j]; 
107             if(!fa[v]&&fabs(dis[i]+e.dis[j]-dis[v])<eps)
108                 e.val[j]^=1, fa[v]=i;
109         }
110     }
111     for(x=1;x<=n;x++) 
112     {
113         for(j=e.head[x];j;j=e.nxt[j])
114         {
115             v=e.to[j]; if(e.val[j]) continue;
116             h.val[++h.tot]=node1(x,dis[x]+e.dis[j]-dis[v]);
117             h.root0[v]=h.merge0(h.root0[v],h.tot);
118         }
119     }
120 }
121 dd E;
122 struct node2{
123 int x,v; dd d,D;
124 node2(int x,int v,dd d,dd D):x(x),v(v),d(d),D(D){} node2(){}
125 friend bool operator < (const node2 &s1,const node2 &s2)
126 {
127     return s1.D>s2.D;
128 }
129 };
130 priority_queue<node2>que;
131 
132 void debug()
133 {
134     int x=1; 
135     while(fa[x]) printf("%d ",fa[x]), x=fa[x];
136     puts("");
137 }
138 
139 int main()
140 {
141     //freopen("testdata.in","r",stdin);
142     scanf("%d%d%lf",&n,&m,&E);
143     int i,j,k,x,y,v,xx,vv,ans=0; dd d,now,w; 
144     for(i=1;i<=m;i++) 
145     {
146         read(x), read(y), scanf("%lf",&d);
147         e.ae(y,x,d); 
148     }
149     dijkstra();
150     build_tree();
151     dfs_tree(n);
152     node2 K;
153     que.push(node2(0,1,0,0)); ans=0;
154     //debug();
155     while(!que.empty())
156     {
157         K=que.top(); que.pop(); x=K.x; v=K.v; E-=K.D+dis[1]; 
158         //printf("%lf\n",K.D+dis[1]);
159         if(E>-eps) ans++; else break;
160         if(h.root1[v]) 
161         {
162             j=h.root1[v]; vv=h.val[j].x; w=h.val[j].d;
163             que.push(node2(j,vv,w,K.D+w));
164         }
165         if(h.ch[x][0])
166         {
167             j=h.ch[x][0]; vv=h.val[j].x; w=h.val[j].d;
168             que.push(node2(j,vv,w,K.D-K.d+w));
169         }
170         if(h.ch[x][1])
171         {
172             j=h.ch[x][1]; vv=h.val[j].x; w=h.val[j].d;
173             que.push(node2(j,vv,w,K.D-K.d+w));
174         }
175     }
176     printf("%d\n",ans);
177     return 0;
178 }

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