定义
SPFA 算法是 Bellman-Ford算法 的队列优化算法的别称,通常用于求含负权边的单源最短路径,以及判负权环。
原理
动态逼近法:
① 设立一个队列用来保存待优化的结点。
② 优化时每次取出队首结点 u,并且用 u 点当前的最短路径估计值对 u 点所指向的结点 v 进行松弛操作,如果 v 点的最短路径估计值有所调整,且 v 点不在当前的队列中,就将 v 点放入队尾。
③ 这样不断从队列中取出结点来进行松弛操作,直至队列空为止。
如果某个点进入队列的次数超过 N 次则存在负环。
松弛操作利用三角不等式:“三角形两边之和大于第三边”。
所谓对结点 i, j 进行松弛,就是判定是否 dis[j] > dis[i] + w[i,j],如果该式成立,则 dis[j] = dis[i] + w[i,j],反之不变。
简单地说,如果一个点的最短路被更新了,那么需要判断与此点连接的其他点是否也需要更新。
实现
代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=1005;
const int inf=0x3f3f3f3f;
struct node
{
int v,w;
node(){}
node(int a,int b) {v=a;w=b;}
};
int n,m;
vector<node> e[maxn];
void SPFA(int s);
int main()
{
int i,u,v,w;
scanf("%d%d",&n,&m);
for(i=1;i<=m;i++)
{
scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
e[u].push_back(node(v,w));
}
SPFA(1);
system("pause");
return 0;
}
void SPFA(int s)
{
int i,p,v,w,dis[maxn],vis[maxn]={0},cnt[maxn]={0};
queue<int> que;
fill(dis,dis+maxn,inf);
que.push(s);
dis[s]=0;
while(!que.empty())
{
p=que.front();que.pop();
cnt[p]++;
if(cnt[p]==n+1) //有环
{printf("有环\n");return ;}
for(i=0;i<e[p].size();i++)
{
v=e[p][i].v;
w=e[p][i].w;
if(dis[v]>dis[p]+w)
{
dis[v]=dis[p]+w;
if(!vis[v])
{
vis[v]=1;
que.push(v);
}
}
}
}
printf("%d\n",dis[n]); //1->n 最短路
}
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