最短路问题

Telephone Lines

可以设计出dp[x,p]表示从1号节点到达x号节点,指定p条边免费时,经过的路径上最贵的边的最小花费是多少。对于一条边(x,y,z),用max(dp[x,p],z)更新dp[y,p]的值,用dp[x,p]更新dp[y,p+1]的值。但是由于给出的是一张无向图,已经推导出的状态可能会由后续状态再次更新(没有一个确定的顺序更新dp方程)。考虑利用迭代思想,不断利用变量当前的旧值推出新值,借助SPFA算法进行动态规划,直到所有状态都被更新完

从最短路问题的角度去理解,图中的节点可以扩展到二维,用(x,p)代表一个节点(dp方程的一个状态),从(x,p)到(y,p)连一条长度为z的边,从(x,p)到(y,p+1)连一条长度为0的边。D[x,p]表示从起点(1,0)到节点(x,p)路径上最长的边最短是多少。

从(x,p)这个节点走到(y,p)这个节点,z有可能更新答案,所以连一条长度为z的边。

从(x,p)这个节点走到(y,p+1)这个节点,答案是由(x,p)更新的,所以连一条长度为0的边。

每次从x节点选择走不同的路到y节点,都对应着dp方程的一个状态转移。

而要求的就是所有状态转移出来的最终状态的最小值,最短路跑出来的就是从(1,0)到(x,p)所有路径上边的最小值。最终的答案也是一样的。

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最优贸易

从节点\(1\)开始跑SPFA,首先求出节点\(1\)到节点\(x\)的所有路径中,能够经过的权值最小的节点的权值。

建立反图,从节点\(n\)开始跑SPFA,求出节点\(n\)到节点\(x\)(正图上的节点\(x\)到节点\(n\))的所有路径中,能够经过的权值最大的节点的权值。

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Roads and Planes G

有边权为负数的边,不能跑\(\text{Dijkstra}\),据说它又卡SPFA。

观察到双向边的边权为非负,且可能形成环,考虑把每个连通块看成一个“点”,再把有向边加到图内,就得到一张有向无环图。在有向无环图上,无论边权正负,都可以按照拓扑序进行扫描,在线性时间内求出单源最短路,可以利用拓扑序的框架处理整个图。在每个连通块内跑dijkstra,实际上在块内跑Dijkstra时顺便完成了块之间的转移。

这样并不是相当于Dijkstra跑了负边。在一个块内跑Dijkstra时,如果进行的是块之间的转移,那么另一个块的点并不会进入当前块进行Dijkstra的优先队列中。所以Dijkstra实际上并没有跑负边。只是相当于普通的拓扑图上的扫描转移。

因为有边权为负的边存在,所以当无解的时候不一定就dis\(\ge\) INF,比较好的判断方法是在跑Dijkstra时,访问到这个\(x\)点时,如果dis[x]==INF,肯定是没有办法到达的。

一开始把一个连通块上所有的点都放进了堆里,如果一个点出堆的时候的dis为INF,肯定是最后才出队的,所有连通块里能更新的点应该都更新了,还是没更新它,一定说明它是不能到达的。

换到其它的最短路上,一个点都是被其它点能更新的时候才会进堆。如果它的dis是INF,说明它没进过堆,一定是不能被到达的。

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最短路计数

由于图上的边权都是1,考虑用bfs代替SPFA,Dijsktra之类的。自环可以删除,重边可以被算作不同的路径,照样存储。第一次访问到时,记录路径长度,答案加上它父节点的答案。后面访问到这个点,如果是最短路的话,直接加上它父节点的答案。

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通往奥格瑞玛的道路

二分答案加最短路判定。

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牛的旅行 Cow Tours

一开始读错题了,上来就想到了暴力加边删边跑最长路。后来发现是求所有点对之间最短路的最大值的最小值。最长路跑出来的不是最短路的最大值。

首先dfs标记连通块,floyd求出任意两点间的最短路,求出连通块的直径,再求出在不同牧场两点间连一条边后的直径。三者取最大值后,就是当前的答案。在所有的答案中取最小值。

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速度限制

一开始想到了,用所有与它相连的边的速度替代没有速度限制的边的速度,然后连出所有的边后,跑最短路。

越测越不对…甚至还发了求助帖,原因在于最短路上跑到没有速度限制的边的时候可能用的是\(v\)速度的边,但是更新这条没有速度限制的边用的是\(u\)速度的边。并不符合按照原来的速度行驶。

看了题解后发现是二维的dijkstra(并不太好理解为分层图最短路),用\(dis[i][j]\)表示以\(j\)的速度到达\(i\)点时的最短路径。用\(「x,lstv」\)更新\(「y,now」\)时,如果\(nowv==0\),那么用\(lstv\)更新。如果有限速标志用\(nowv\)更新。

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