Dijkstra算法求最短路模板
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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