最短路径问题(信息学奥赛一本通 1342)

【题目描述】

平面上有n个点(n≤100),每个点的坐标均在-10000~10000之间。其中的一些点之间有连线。

若有连线,则表示可从一个点到达另一个点,即两点间有通路,通路的距离为两点间的直线距离。现在的任务是找出从一点到另一点之间的最短路径。

【输入】

共n+m+3行,其中:

第一行为整数n。

第2行到第n+1行(共n行) ,每行两个整数x和y,描述了一个点的坐标。

第n+2行为一个整数m,表示图中连线的个数。

此后的m 行,每行描述一条连线,由两个整数i和j组成,表示第i个点和第j个点之间有连线。

最后一行:两个整数s和t,分别表示源点和目标点。

【输出】

一行,一个实数(保留两位小数),表示从s到t的最短路径长度。

【输入样例】

5 0 0 2 0 2 2 0 2 3 1 5 1 2 1 3 1 4 2 5 3 5 1 5

【输出样例】

3.41


1.Floyed-Warshall算法 O(N3)   n<=500

 1 #include<bits/stdc++.h>
 2 using namespace std;
 3 int a[101][3], n,i,j,k,x,y,m,s,e;
 4 double f[101][101];
 5 int main()
 6 {
 7     cin >> n;
 8     for (i = 1; i <= n; i++)
 9         cin >> a[i][1] >> a[i][2];                //第i个点的坐标
10     cin >> m;
11     memset(f,0x3f,sizeof(f));                 //初始化f数组为最大值
12    for (i = 1; i <= m; i++)                            //预处理出x、y间距离
13     {
14       cin >> x >> y;    //pow(x,y)表示x^y,其中x,y必须为double类型,要用cmath库
15       f[y][x] = f[x][y] = sqrt(pow(double(a[x][1]-a[y][1]),2)+pow(double(a[x][2]-a[y][2]),2));     
16     }
17     cin >> s >> e;
18     for (k = 1; k <= n; k++)                     //floyed 最短路算法
19        for (i = 1; i <= n; i++)
20           for (j = 1; j <= n; j++)
21              if ((i != j) && (i != k) && (j != k) && (f[i][k]+f[k][j] < f[i][j]))
22                  f[i][j] = f[i][k] + f[k][j];
23     printf("%.2lf\n",f[s][e]);
24     return 0;  
25 }

 2.Dijkstra算法O (N2)   未优化n<=5000    贪心

 1 #include<bits/stdc++.h>
 2 using namespace std;
 3 int a[101][3] ,f[101][101];;
 4 double c[101];
 5 bool b[101];
 6 int n,i,j,k,x,y,m,s,e;
 7 double minl;
 8 double maxx = 1e30;
 9 int main()
10 {
11     cin >> n;
12     for (i = 1; i <= n; i++)
13       cin >> a[i][1] >> a[i][2];
14     for (i = 1; i <= n; i++)
15       for(j = 1; j <= n; j++)
16         f[i][j] = maxx;                         //f数组初始化最大值
17     cin >> m;
18     for (i = 1; i <= m; i++)                    //预处理x.y间距离f[x][y]
19     {
20         cin >> x >> y;
21         f[x][y] = f[y][x] = sqrt(pow(double(a[x][1]-a[y][1]),2)+pow(double(a[x][2]-a[y][2]),2));
22     }
23     cin >> s >> e;
24     for (i = 1; i <= n; i++) 
25       c[i] = f[s][i];                            //初始化
26     memset(b,false,sizeof(b));      //dijkstra 最短路
27     b[s] = true;                                //源点
28     c[s] = 0; 
29     for (i = 1; i <= n-1; i++)
30     {
31         minl = maxx;                        //贪心找最小
32         k = 0;
33         for (j = 1; j <= n; j++)     //查找可以更新的点
34            if ((! b[j]) && (c[j] < minl))
35             {
36                 minl = c[j];
37                 k = j;
38             }
39         if (k == e) break;     //小优化
40         b[k] = true;
41         for (j = 1; j <= n; j++)
42            if (c[k] + f[k][j] < c[j]) 
43              c[j] = c[k] + f[k][j];
44     }    
45    printf("%.2lf\n",c[e]);
46    return 0;
47 }

堆优化后Dijkstra算法O (NlogN) 

 for (i = 1; i <= n-1; i++)
    {
        minl = maxx;
        k = 0;
        for (j = 1; j <= n; j++) //查找可以更新的点
           if ((! b[j]) && (c[j] < minl))
            {
                minl = c[j];
                k = j;
            }
        if (k == e) break;
        b[k] = true;
        for (j = 1; j <= n; j++)
           if (c[k] + f[k][j] < c[j]) 
             c[j] = c[k] + f[k][j];
    }    

邻接表加堆优化

也可以另定一个函数

3.Bellman-Ford算法O(NE)

 1 #include<bits/stdc++.h>
 2 using namespace std;
 3 int main()
 4 {
 5     double a[101][3],dis[1001],w[1001],min1;
 6     int n,m,x,y,k,f[1001][3],s,t;  //  f数组储存第i条边的起点与终点
 7     bool b[101];
 8     cin>>n;
 9     for (int i=1;i<=n;i++) 
10        scanf("%lf%lf",&a[i][1],&a[i][2]);
11     cin>>m;
12     for (int i=1;i<=m;i++)                       //初始化数组dis
13        dis[i]=0x7fffffff/3;
14  for (int i=1;i<=m;i++)
15     {
16         scanf("%d%d",&x,&y);
17         f[i][1]=x; f[i][2]=y;
18         w[i]=sqrt(pow(a[x][1]-a[y][1],2)+pow(a[x][2]-a[y][2],2));
19     }
20     cin>>s>>t;
21     dis[s]=0; 
22     for (int i=1;i<=n;i++) //ford算法主体
23        for (int j=1;j<=m;j++)
24        {
25           if (dis[f[j][1]]+w[j]<dis[f[j][2]]) dis[f[j][2]]=dis[f[j][1]]+w[j];
26           if (dis[f[j][2]]+w[j]<dis[f[j][1]]) dis[f[j][1]]=dis[f[j][2]]+w[j];
27        }
28     printf("%.2f",dis[t]);
29 }

4、SPFA算法O(kE)

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