图论-最短路 Bellman-Ford算法

文章目录

Bellman-Ford算法

此算法是基于松弛操作 的单源最短路算法。

eu存u点的出边的邻边和边权,du存u点到源点的距离。

  • 1.初始化,ds=0,d其他点=INT_MAX。
  • 2.执行多轮循环,对所有边都尝试进行一次松弛操作。
  • 3.当一轮中没有成功的松弛操作时,算法停止。

如图,3为源点

代码展示

cpp 复制代码
struct edug{
	int v,w;
}; 
vector<edge>e[N];
int d[N];
bool Bellman-Ford(int s)
{
	//把所有点到源点的距离初始为无穷大
	memset(d,0x3f3f3f,sizeof d);
	d[s]=0;//源点到自身的距离为0
	bool f;//标记是否有松弛操作
	for(int i=1;i<=n;i++)//n轮操作 
	{
		f=false;
		for(int u=1;u<=n;u++)//n个点 
		{
			if(d[u]==0x3f3f3f)continue;
			for(auto x:ed[u])//遍历u的出边 
			{
				int v=x.v,w=x.w;
				if(d[u]+w<d[v])
				{
					d[v]=d[u]+w;
					f=true;
				}
			}
		}
		if(!f)break;//没有得到更新就退出 
	 } 
	 return f;//第n轮=true则有环 
}

int main()
{
	cin>>n>>m>>s;
	for(int i=0;i<m;i++)
	{
		cin>>a>>b>>c;
		e[a].push_back({b,c});
	}
	return 0;
 } 

优点:

可以正确处理负边权

可以判负环 ,如果n轮循环后仍存在能松弛的边,则说明存在负环。

时间复杂度:O(nm)

SPFA优化

我们可以想到只有本轮被更新的点,其出边才有可能引起下一轮的松弛操作,因此用队列来维护被更新的点的集合。

visu标记u点是否在队内,cntv记录边数,判负环。

  • 1.初始化,s入队,并标记s在队内,ds=0,d其他点=INT_MAX
  • 2.从队头弹出u点,标记u不在队内
  • 3.枚举u的所有出边,执行松弛操作 ,记录s到v的边数,并判负环。如果v不在队内则把v 压入队尾,并标记
  • 重复2,3操作,直到队列为空。

代码展示

cpp 复制代码
struct edug{
	int v,w;
}; 
vector<edge>e[N];
int d[N];
queue<int>q;
bool spfa(int s)
{
	memset(d,0x3f3f3f,sizeof d);
	d[s]=0,vis[s]=1;
	q.push(s);
	while(q.size())
	{
		int u=q.front();
		q.pop();
		vis[u]=0;
		for(auto x:e[u])
		{
			int v=x.v,w=x.w;
			if(d[u]+w<d[v])
			{
				d[v]=d[u]+w;
				cnt[v]=cnt[u]+1;
				if(cnt[v]>=n)
				return true;
				if(!vis[v])q.push(v),vis[v]=1;
			}
		}
	}
	return false;
}

路径记录与传输

cpp 复制代码
void dfs_path(int u)
{
	if(u==1)
	{
		cout<<u<<" ";
		return ;
	}
	dfs_path(pre[u]);
	cout<<u<<" ";
}
相关推荐
空堂与归12 分钟前
用户分群找不到规律?用K-Means聚类算法自动发现数据模式
算法·机器学习·kmeans·聚类
动词ing41 分钟前
【C语言】自定义函数+指针入门
c语言·开发语言·算法
重生之后端学习1 小时前
283. 移动零[简单]✅
开发语言·数据结构·算法·leetcode·职场和发展
一只小小的芙厨1 小时前
基础数论总结
笔记·学习·算法
夜不会漫长3 小时前
C++入门(1)
开发语言·c++·算法
wen_zhufeng4 小时前
IndexTTS 2.5 技术报告
人工智能·算法·机器学习
大熊背4 小时前
树莓派相机自动白平衡详解(四)
算法·树莓派·白平衡·isppipeline
一米阳光86614 小时前
软考(中级)软件设计师核心笔记(9)算法——背包问题
笔记·算法·职场发展·软考·软件设计师·中级职称
晚风醉蝶4 小时前
1-11-奇偶排序-OddEvenSort
java·数据结构·算法
旖旎夜光5 小时前
LeetCode 852:山脉数组的峰顶索引(二分查找) —— 题解
数据结构·c++·算法·leetcode·二分查找