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2024-05-05 15:31| 来源: 网络整理| 查看: 265

bellman_ford算法用于解决: 

有边数限制的最短路问题 可以用来判断是否有负环

什么是bellman - ford算法?

Bellman - ford 算法是求含负权图的单源最短路径的一种算法,效率较低,代码难度较小。其原理为连续进行松弛,在每次松弛时把每条边都更新一下,若在 n-1 次松弛后还能更新,则说明图中有负环,因此无法得出结果,否则就完成。(通俗的来讲就是:假设 1 号点到 n 号点是可达的,每一个点同时向指向的方向出发,更新相邻的点的最短距离,通过循环 n-1 次操作,若图中不存在负环,则 1 号点一定会到达 n 号点,若图中存在负环,则在 n-1 次松弛后一定还会更新)  

时间复杂度为O(mn)

bellman - ford算法的具体步骤

for k次for 所有边 a,b,w (松弛操作)dist[b] = min(dist[b],back[a] + w)

注意:

backup[] 数组是上一次迭代后 dist[] 数组的备份,由于是每个点同时向外出发,因此需要对 dist[] 数组进行备份,若不进行备份会因此发生串联效应,影响到下一个点 在下面代码中,是否能到达n号点的判断中需要进行if(dist[n] > INF/2)判断,而并非是if(dist[n] == INF)判断,原因是INF是一个确定的值,并非真正的无穷大,会随着其他数值而受到影响,dist[n]大于某个与INF相同数量级的数即可

 

 

 

模板题:

给定一个 n 个点 m 条边的有向图,图中可能存在重边和自环, 边权可能为负数。

请你求出从 1 号点到 n 号点的最多经过 k 条边的最短距离,如果无法从 1 号点走到 n 号点,输出 impossible。

注意:图中可能 存在负权回路 。

输入格式

第一行包含三个整数 n,m,k。

接下来 m 行,每行包含三个整数 x,y,z,表示存在一条从点 x 到点 y的有向边,边长为 z。

输出格式

输出一个整数,表示从 1 号点到 n 号点的最多经过 k 条边的最短距离。

如果不存在满足条件的路径,则输出 impossible。

数据范围

1≤n,k≤5001≤m≤10000,任意边长的绝对值不超过 10000。

输入样例: 3 3 1 1 2 1 2 3 1 1 3 3 输出样例: 3   #include #include using namespace std; const int N = 510, M = 10010; struct Edge { int a, b, c; }edge[M]; int n, m, k; int dist[N], backup[N]; void bellman_ford() { memset(dist, 0x3f, sizeof dist); dist[1] = 0; for(int i = 0; i < k; i++) { memcpy(backup, dist, sizeof dist); for(int j = 0; j < m; j++) { auto t = edge[j]; dist[t.b] = min(dist[t.b], backup[t.a] + t.c); } } } int main() { cin >> n >> m >> k; for(int i = 0; i < m; i++) { int a, b, c; cin >> a >> b >> c; edge[i] = {a, b, c}; } bellman_ford(); if(dist[n] > 0x3f3f3f3f / 2) puts("impossible"); else cout n 个点 m 条边的有向图,图中可能存在重边和自环,所有边权均为正值。

请你求出 1 号点到 n 号点的最短距离,如果无法从 1 号点走到 n 号点,则输出 −1。

输入格式

第一行包含整数 n 和 m。

接下来 m 行每行包含三个整数 x,y,z,表示存在一条从点 x 到点 y 的有向边,边长为 z。

输出格式

输出一个整数,表示 1 号点到 n 号点的最短距离。

如果路径不存在,则输出 −1。

数据范围

1≤n≤5001≤m≤10^5图中涉及边长均不超过10000。

输入样例: 3 3 1 2 2 2 3 1 1 3 4 输出样例:

用bellmanford算法求最短路的时候,就不需要backup备份了,注意。

 

#include #include using namespace std; const int N = 510, M = 100010; struct Edge { int a, b, c; }edge[M]; int n, m, dist[N]; void bellman_ford() { memset(dist, 0x3f, sizeof dist); dist[1] = 0; for(int i = 0; i < n; i++) { for(int j = 0; j < m; j++) { auto t = edge[j]; dist[t.b] = min(dist[t.b], dist[t.a] + t.c); } } } int main() { cin >> n >> m; for(int i = 0; i < m; i++) { int a, b, c; cin >> a >> b >> c; edge[i] = {a, b, c}; } bellman_ford(); if(dist[n] > 0x3f3f3f3f / 2) cout


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