pat 团体天梯赛 L3-007. 天梯地图

L3-007. 天梯地图

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8000 B

判题程序

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作者

陈越

本题要求你实现一个天梯赛专属在线地图，队员输入自己学校所在地和赛场地点后，该地图应该推荐两条路线：一条是最快到达路线；一条是最短距离的路线。题目保证对任意的查询请求，地图上都至少存在一条可达路线。

输入格式：

输入在第一行给出两个正整数N（2 <= N <=500）和M，分别为地图中所有标记地点的个数和连接地点的道路条数。随后M行，每行按如下格式给出一条道路的信息：

V1 V2 one-way length time

其中V1和V2是道路的两个端点的编号（从0到N-1）；如果该道路是从V1到V2的单行线，则one-way为1，否则为0；length是道路的长度；time是通过该路所需要的时间。最后给出一对起点和终点的编号。

输出格式：

首先按下列格式输出最快到达的时间T和用节点编号表示的路线：

Time = T: 起点 => 节点₁ => ... => 终点

然后在下一行按下列格式输出最短距离D和用节点编号表示的路线：

Distance = D: 起点 => 节点₁ => ... => 终点

如果最快到达路线不唯一，则输出几条最快路线中最短的那条，题目保证这条路线是唯一的。而如果最短距离的路线不唯一，则输出途径节点数最少的那条，题目保证这条路线是唯一的。

如果这两条路线是完全一样的，则按下列格式输出：

Time = T; Distance = D: 起点 => 节点₁ => ... => 终点

输入样例1：

10 15
0 1 0 1 1
8 0 0 1 1
4 8 1 1 1
5 4 0 2 3
5 9 1 1 4
0 6 0 1 1
7 3 1 1 2
8 3 1 1 2
2 5 0 2 2
2 1 1 1 1
1 5 0 1 3
1 4 0 1 1
9 7 1 1 3
3 1 0 2 5
6 3 1 2 1
5 3

输出样例1：

Time = 6: 5 => 4 => 8 => 3
Distance = 3: 5 => 1 => 3

输入样例2:

7 9
0 4 1 1 1
1 6 1 3 1
2 6 1 1 1
2 5 1 2 2
3 0 0 1 1
3 1 1 3 1
3 2 1 2 1
4 5 0 2 2
6 5 1 2 1
3 5

输出样例2:

Time = 3; Distance = 4: 3 => 2 => 5

思路：最短路，不过麻烦的是多条最短路中推荐最优的路线，并输出路径。路径的还原可以不断记录前驱节点，注意的是每个节点的前驱节点可能不止一个，全需要记录，最后dfs搜索最优路径。

#define _CRT_SECURE_NO_DEPRECATE
#include<iostream>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<vector>
#include<string>
#include<iomanip>
#include<map>
#include<stack>
#include<set>
#include<queue>
using namespace std;
#define N_MAX 500+20
#define INF 0x3f3f3f3f
int n, m;
int s, t;
struct edge {
    int to, cost_t, cost_l;
    edge() {}
    edge(int to,int cost_t,int cost_l):to(to),cost_t(cost_t),cost_l(cost_l) {}
};
struct P {
    int first, second;//first距离，second节点编号
    P() {}
    P(int first,int second):first(first),second(second) {}
    bool operator < (const P&b) const{
        return first > b.first;
    }
};
vector<edge>G[N_MAX];
int d_t[N_MAX], d_l[N_MAX];
vector<int>prev_l[N_MAX];//记录最短路径的前驱结点，每个点都可能会有几个前驱结点
vector<int>prev_t[N_MAX];//记录最短时限路径的前驱结点，同上
int Dist[N_MAX][N_MAX];//邻接矩阵

void dijkstra1(int s) {
    priority_queue<P>que;
    fill(d_l,d_l+n,INF);
    d_l[s] = ;
    que.push(P(, s));
    while (!que.empty()) {
        P p = que.top(); que.pop();
        int v = p.second;
        if (d_l[v] < p.first)continue;
        for (int i = ; i < G[v].size();i++) {
            edge e = G[v][i];
            if (d_l[e.to] > d_l[v] + e.cost_l) {
                d_l[e.to] = d_l[v] + e.cost_l;
                que.push(P(d_l[e.to], e.to));
                prev_l[e.to].clear();
                prev_l[e.to].push_back(v);
            }
            else if (d_l[e.to] == d_l[v] + e.cost_l) {
                prev_l[e.to].push_back(v);
            }
        }
    }
}

void dijkstra2(int s) {
    priority_queue<P>que;
    fill(d_t, d_t + n, INF);
    d_t[s] = ;
    que.push(P(, s));
    while (!que.empty()) {
        P p = que.top(); que.pop();
        int v = p.second;
        if (d_t[v] < p.first)continue;
        for (int i = ; i < G[v].size(); i++) {
            edge e = G[v][i];
            if (d_t[e.to] > d_t[v] + e.cost_t) {
                d_t[e.to] = d_t[v] + e.cost_t;
                que.push(P(d_t[e.to], e.to));
                prev_t[e.to].clear();
                prev_t[e.to].push_back(v);
            }
            else if (d_t[e.to] == d_t[v] + e.cost_t) {
                prev_t[e.to].push_back(v);
            }
        }
    }
}

int road2[N_MAX];
vector<int>r2;
int min_step = INF;
void dfs2(int x,int step) {//最短距离一样，取节点最少的路径
    road2[step] = x;
    if (x == s) {//到达起点
        if (min_step > step) {
            min_step = step;
            r2.clear();
            for (int i = step; i >= ; i--)r2.push_back(road2[i]);
        }
        return;
    }
    for (int i = ; i < prev_l[x].size();i++) {
        dfs2(prev_l[x][i], step + );
    }
}

int road1[N_MAX];
vector<int>r1;
int min_dist = INF;
void dfs1(int x, int step,int dist) {//最短时间一样，取最短路径
    road1[step] = x;
    if (x == s) {//到达起点
        if (min_dist > dist) {
            min_dist = dist;
            r1.clear();
            for (int i = step; i >= ; i--)r1.push_back(road1[i]);
        }
        return;
    }
    for (int i = ; i < prev_t[x].size(); i++) {
        int from = prev_t[x][i];
        dfs1(from, step + ,dist+Dist[from][x]);

    }
}

int main() {
    while (scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF) {
        for (int i = ; i < m;i++) {
            int from, to, one, L, T;
            scanf("%d%d%d%d%d", &from, &to, &one, &L, &T);
            G[from].push_back(edge(to, T, L));
            Dist[from][to] = L;
            if (!one) {
                G[to].push_back(edge(from, T, L));
                Dist[to][from] = L;
            }
        }
         scanf("%d%d",&s,&t);
        dijkstra1(s);
        dijkstra2(s);
        dfs1(t, , );
        dfs2(t, );
        if (r1 == r2) {
            printf("Time = %d; Distance = %d:",d_t[t],d_l[t]);
            for (int i = ; i < r1.size(); i++)
                printf(" %d%s",r1[i],i+==r1.size()? "\n" : " =>");
        }
        else {
            printf("Time = %d:",d_t[t]);
            for (int i = ; i < r1.size();i++) {
                printf(" %d%s", r1[i], i +  == r1.size() ? "\n" : " =>");
            }
            printf("Distance = %d:", d_l[t]);
            for (int i = ; i < r2.size();i++) {
                printf(" %d%s", r2[i], i +  == r2.size() ? "\n" : " =>");
            }
        }
    }
    return ;
}