Dijkstra算法适合求不包含负权路的最短路径,通过点增广、在稠密图中使用优化过的版本速度非常可观。本篇不介绍算法原理、只给出模板,这里给出三种模板,其中最实用的是加上了堆优化的版本

算法原理 or 学习参考链接 : 点我 、不要点它点我!为何不适用于带负权边图

( Dijkstra 动态演示 )

朴素版 ( 邻接矩阵存储、复杂度 O( n2 ) )

///HDU 2544为例
#include<stdio.h>
#include<string.h>
const int INF  = 0x3f3f3f3f;
;

bool vis[maxn];
int G[maxn][maxn],dis[maxn],pre[maxn];//pre[]记录前驱、用于输出路径
int n, m;
void dijkstra(int v)
{
    int i, j, u , Min;
    ;i<=n;i++){
        dis[i]=G[v][i];
        vis[i]=;
        //if(i!=v&&G[v][i]!=INF)pre[i] = v;
       // else pre[i] = -1;
    }
    vis[v]=;dis[v]=;
    ;i<n;i++){
        Min = INF;
        ;j<=n;j++){
            if(!vis[j]&&Min > dis[j]){
                Min = dis[j];
                u = j;
            }
        }
        if(Min == INF)break;
        vis[u]=;
        ;j<=n;j++){
            if(!vis[j]&&G[u][j]!=INF&&dis[u]+G[u][j]<dis[j]){
                dis[j] = G[u][j] + dis[u];
              //  pre[j] = u;
            }
        }
    }
}
int main()
{
    int i, j, x, y, w;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m)&&n)
    {
        ;i<=n;i++)
            ;j<=n;j++)
                ;
                else G[i][j] = INF;

        while(m--){
            scanf("%d%d%d",&x,&y,&w);
            G[x][y] = w;
            G[y][x] = w;
        }
        dijkstra();
        printf("%d\n",dis[n]);  //以下为输出路径
        /*int p, len=0, ans[maxn];
        p = n-1;
        while(p!=0)
        {
            ans[len++] = p;
            p = pre[p];

        }
        printf("0->");
        for(i=len-1;i>=0;i--)
            printf("%d",ans[i]);
        puts("");  */
    }
    ;
}

STL优先队列优化版本 ( 复杂度 O( (V+E)logV ) )、此优化需要用邻接表存图

///POJ 2387为例
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<queue>
#include<algorithm>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
typedef pair<int, int> HeapNode;///在堆里面的是pair、first为到起点距离、second为点编号
struct EDGE{ int v, nxt, w; };

int Head[maxn], Dis[maxn];
EDGE Edge[maxn*];
int N, M, cnt;

inline void init()
{
    ; i<=N; i++)
        Head[i]=-, Dis[i]=INF;
    cnt = ;
}

inline void AddEdge(int from, int to, int weight)
{
    Edge[cnt].w = weight;
    Edge[cnt].v = to;
    Edge[cnt].nxt = Head[from];
    Head[from] = cnt++;
}

int Dijkstra()
{
    priority_queue<HeapNode, vector<HeapNode>, greater<HeapNode> > Heap;
    Dis[] = ;
    Heap.push(make_pair(, ));
    while(!Heap.empty()){
        pair<int, int> T = Heap.top(); Heap.pop();
        if(T.first != Dis[T.second]) continue;///有很多版本都是用 vis 标记是否已经使用这个点松弛过、这里可以用这个不同的方法!

        ; i=Edge[i].nxt){
            int Eiv = Edge[i].v;
            if(Dis[Eiv] > Dis[T.second] + Edge[i].w){
                Dis[Eiv] = Dis[T.second] + Edge[i].w;
                Heap.push(make_pair(Dis[Eiv], Eiv));
            }
        }
    }
    return Dis[N];
}

int main(void)
{
    while(~scanf("%d %d", &M, &N)){

        init();

        int from, to, weight;
        ; i<M; i++){
            scanf("%d %d %d", &from, &to, &weight);
            AddEdge(from, to, weight);
            AddEdge(to, from, weight);
        }

        printf("%d\n", Dijkstra());
    }
    ;
}

传说中还有一种斐波那契堆,比STL默认的堆更高效、但是斐波那契堆难写难理解、故用配对堆来代替( 复杂度 O(VlogV + E) )

///POJ 2387为例
#include<stdio.h>
#include<algorithm>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
using namespace std;
;
const int INF  = 0x3f3f3f3f;
struct EDGE{ int v, nxt, w; };
EDGE Edge[maxn*maxn];
int Head[maxn], Dis[maxn], T, N, cnt;
int Cost[maxn][maxn];
inline void init()
{
    ; i<=N; i++){
        Head[i]=-,Dis[i]=INF;
        ; j<=N; j++){
            Cost[i][j] = INF;
        }
    }
    cnt=;
}

inline void ADD(int from, int to, int weight)
{
    Edge[cnt].w=weight,
    Edge[cnt].v = to;
    Edge[cnt].nxt = Head[from];
    Head[from] = cnt++;
}

struct Heap{
    int num[maxn],pos[maxn],Size;

    void PushUp(int p) {
        ) {
            ]]) {
                swap(num[p],num[p >> ]);
                swap(pos[num[p]],pos[num[p >> ]]);
                p >>= ;
            }
            else break;
        }
    }
    void Insert(long long x) {
        num[++Size] = x;
        pos[x] = Size;
        PushUp(Size);
    }
    void Pop() {
        pos[num[]] = ;
        num[] = num[Size--];
        ]] = ;
        ;
        while(now < Size) {
            ]] < Dis[num[now]])
                ++now;
            ]]) {
                swap(num[now],num[now >> ]);
                swap(pos[num[now]],pos[num[now >> ]]);
                now <<= ;
            }
            else break;
        }
    }
}heap;///配对堆

int Dijkstra()
{
    Dis[] = ;
    ; i<=N; i++) heap.Insert(i);
    while(heap.Size){
        ]; heap.Pop();
        ; i=Edge[i].nxt)
            if(Dis[Edge[i].v] > Dis[x] + Edge[i].w)
                Dis[Edge[i].v] = Dis[x] + Edge[i].w,
                heap.PushUp(heap.pos[Edge[i].v]);
    }
    return Dis[N];
}

int main(void)
{
    while(~scanf("%d %d", &T, &N)){

        init();

        int from, to, weight;
        ; i<T; i++){
            scanf("%d %d %d", &from, &to, &weight);
            if(Cost[from][to] > weight){
                Cost[from][to] = Cost[to][from] = weight;
                ADD(from, to, weight);
                ADD(to, from, weight);
            }
        }

        printf("%d\n", Dijkstra());
    }
    ;
}

手撕配对堆版本

在 Linux 下有pbds可以调用,里面可以调用二叉堆、配对堆、斐波那契堆……

///POJ 2387为例
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<queue>
#include<algorithm>
#include<ext/pb_ds/priority_queue.hpp>///记得加上
#include<stdlib.h>
using namespace __gnu_pbds;///记得加上
using namespace std;
;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
typedef pair<int, int> HeapNode;
struct EDGE{ int v, nxt, w; };

inline int read()
{
    ,f=;char ch=getchar();
    ;ch=getchar();}
    +ch-';ch=getchar();}
    return x*f;
}

int Head[maxn], Dis[maxn];
EDGE Edge[maxn*];
int N, M, cnt;

inline void init()
{
    ; i<=N; i++)
        Head[i]=-, Dis[i]=INF;
    cnt = ;
}

inline void AddEdge(int from, int to, int weight)
{
    Edge[cnt].w = weight;
    Edge[cnt].v = to;
    Edge[cnt].nxt = Head[from];
    Head[from] = cnt++;
}

int Dijkstra()
{
    __gnu_pbds::priority_queue<HeapNode,greater<HeapNode>,pairing_heap_tag > Heap;///申请方式、其余和普通优先队列无差别
    Dis[] = ;
    Heap.push(make_pair(, ));
    while(!Heap.empty()){
        pair<int, int> Top = Heap.top();
        Heap.pop();
        int v = Top.second;
        if(Top.first != Dis[v]) continue;
        ; i=Edge[i].nxt){
            int tmp = Edge[i].v;
            if(Dis[tmp] > Dis[v] + Edge[i].w){
                Dis[tmp] = Dis[v] + Edge[i].w;
                Heap.push(make_pair(Dis[tmp], tmp));
            }
        }
    }
    return Dis[N];
}

int main(void)
{
    while(~scanf("%d %d", &M, &N)){

        init();

        int from, to, weight;
        ; i<M; i++){
            from = read(); to = read(); weight = read();
            AddEdge(from, to, weight);
            AddEdge(to, from, weight);
        }

        printf("%d\n", Dijkstra());
    }
    ;
}

pbds

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