【洛谷 P3385】 【模板】负环
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本题其实就是最短路的延伸版本,如果不了解最短路的可以看我这篇文章:【笔记】图论-最短路径算法。
如果了解最短路的一定知道, Bellman-Ford 算法是可以判断负环的,方法也很简单,就是在两重循环结束后再遍历每一条边(下文通称称这条边的起点为点u,终点为点v),如果从点u到点v比disv还要短,那么就存在负环。
为什么呢?我们来看下面这张图:
假设从点 1 出发,手动模拟一下 Bellman-ford 的两重循环可以算出:dis1=−2,dis2=−1,dis3=1,但此时,很明显可以看出,从点3到点1为−3,比dis1还要小,所以此时是存在负环的。
因为如果存在负环,那么每在环中转一圈,就会减小一定的值,这样就不存在最短路了,不论你转多少圈,再转一圈始终会比当前的最短距离短,如果不存在负环,那么最短路就是确定的,也就是说经过n×m次循环一定能求出最短的路径。
根据以上思路,我打出了一段代码:
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| #include<bits/stdc++.h> using namespace std; int t,n,m,k,u[6001],v[6001],c[6001],dis[2001]; int main() { scanf("%d",&t); while(t--) { memset(dis,0x3f3f3f,sizeof(dis)); k=0; scanf("%d%d",&n,&m); for(int i=1;i<=m;i++) { k++; scanf("%d%d%d",&u[k],&v[k],&c[k]); if(c[k]>=0) { k++; u[k]=v[k-1]; v[k]=u[k-1]; c[k]=c[k-1]; } } dis[1]=0; for(int i=1;i<=n;i++) for(int j=1;j<=k;j++) dis[v[j]]=min(dis[v[j]],dis[u[j]]+c[j]); for(int i=1;i<=k;i++) if(dis[v[i]]>dis[u[i]]+c[i]) { printf("YE5\n"); goto l; } printf("N0\n"); l:; } return 0; }
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如果你看到上面这段代码就很高兴地回去改了,那么很遗憾地告诉你,这是 90pts 的代码。
为什么呢?我们看题目:
寻找一个从顶点1所能到达的负环。
上面那段代码判断的是有没有负环,但题目要求是求从点1能到的负环,所以会错。
什么意思呢?意思是从点1开始,要能到这个负环才行,如果点1与这个负环不连通,那么就还是输出N0
。
怎么改呢?很简单,用一个b数组表示每个点能否从点1到达,就像 Dijkstra 一样,枚举每条边时,我们判断一下这条边的出发点是否能从点1到达就行了,如果出发点目前不能从点1到达,就不管这条边,如果可以,就把这条边的终点也标记为可以从点1到达。同时,最后在判断负环时,也要判断当前边的出发点是否能从点1到达。这样不能从点1到达的负环就不会被判断到了。
那么,这么做会不会影响dis数组的更新呢?当然不会,我们本来就是为了避免误将没有更新过的点当成已更新过的,才会把dis数组设成无穷大的,现在只是另开了一个数组来代替这个功能而已。
还是比较简单吧,加了几行代码而已:
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| #include<bits/stdc++.h> using namespace std; int t,n,m,k,u[6001],v[6001],c[6001],dis[2001],b[2001]; int main() { scanf("%d",&t); while(t--) { memset(b,0,sizeof(b)); k=0; scanf("%d%d",&n,&m); for(int i=1;i<=m;i++) { k++; scanf("%d%d%d",&u[k],&v[k],&c[k]); if(c[k]>=0) { k++; u[k]=v[k-1]; v[k]=u[k-1]; c[k]=c[k-1]; } } dis[1]=0; b[1]=1; for(int i=1;i<=n;i++) for(int j=1;j<=k;j++) if(b[u[j]]) { dis[v[j]]=min(dis[v[j]],dis[u[j]]+c[j]); b[v[j]]=1; } for(int i=1;i<=k;i++) if((b[u[i]]||b[v[i]])&&dis[v[i]]>dis[u[i]]+c[i]) { printf("YE5\n"); goto l; } printf("N0\n"); l:; } return 0; }
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好了,没有套路了,这就是 AC 的代码。
评测记录:
Bellman-Ford 真香。