CSU1256(天朝的单行道)

1256: 天朝的单行道

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Description

在另一个平行宇宙中，有一个神奇的国度名叫天朝。天朝一共有N个城市（标号分别为1, 2, …, N），M条道路，为了方便交通管制，天朝的M条道路都是单行道。
不久前天朝大选，小Q当选了天朝的总统。小Q家住在城市1，但天朝的办公地点在城市N，于是为了便于工作，小Q决定举家从城市1搬迁到城市N去居住。然而小Q惊奇的发现，现在并不存在从城市1出发到城市N路线。
但这点难题是无法阻挡天朝总统的，小Q决定行使总统的权利下令更改一些道路的通行方向，使得至少存在一条从城市1出发到城市N的路线，但为了节省时间和资源，他希望更改通行方向的道路尽可能少，你能帮帮小Q吗？

Input

输入包含多组测试数据。
对于每组测试数据，第一行包含两个正整数N (2<=N<=5000)、M (1<=M<=10000)，表示天朝一共有N个城市、M条道路。接下来M行每行有两个正整数u、v (1<=u, v<=N)，表示城市u和城市v之间有一条通行方向为u->v的单行道。两个城市之间可能有多条道路。

Output

对于每组测试数据，用一行输出一个整数表示最少需要更改多少条单行道的通行方向，才能使得至少存在一条路线能够让小Q从城市1出发到城市N。
如果没办法使得至少存在一条路线让小Q从城市1出发到城市N，则输出“-1”（不包括引号）。

Sample Input

2 1
1 2

2 1
2 1

2 0

Sample Output

0
1
-1

第一道spfa题。设u->v的边的权重为0，加u->v的边时同时加一条反向的边v->u，权重为1。然后就用spfa解题。（手贱多写了个并查集，然而并没有什么用，只少了几十ms（CSUoj上））

注意存边的数组开2倍。

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<queue>
using namespace std;
const int maxn=5005,maxm=20005,INF=1<<30;
int n,m,e;
// v存储对应有向边的终点，nxt存储当前边起点相连的下一条边的编号
//   first存储对应起点的第一条边的编号，dis存储当前状态下的从起点
//    开始到当前点的最小权重和（一直在更新），inq储存是否在队列
// 中的标记 ，w储存对应边的权重
int v[maxm],nxt[maxm],w[maxm],first[maxn],dis[maxn],inq[maxn],fa[maxn];
int find(int a){return fa[a]==a?a:fa[a]=find(fa[a]);}
bool merge(int a, int b){
int faa=find(a),fab=find(b);
if(faa==fab)return false;
fa[fab]=faa;
return true;
}
void add(int a, int b, int c){
v[e]=b;
nxt[e]=first[a];
w[e]=c;
first[a]=e++;
}
void spfa(int source){
queue<int> q;
dis[source]=0;
inq[source]=1;
q.push(source);
while(!q.empty()){
int tmp=q.front();
q.pop();
inq[tmp]=0;
for(int i = first[tmp]; i != -1; i=nxt[i]){
if(dis[v[i]]>dis[tmp]+w[i]){
dis[v[i]]=dis[tmp]+w[i];
if(!inq[v[i]]){
q.push(v[i]);
inq[v[i]]=1;
}
}
}
}
}

int main(){
while(~scanf("%d%d",&n,&m)){
e=0;
memset(first,-1,sizeof(first));
memset(inq,0,sizeof(inq));
for(int i = 0; i < maxn; i++)dis[i]=INF;
for(int i = 0; i <= n; i++)fa[i]=i;
for(int i = 0; i < m; i++){
int a,b;
scanf("%d%d",&a,&b);
add(a,b,0);
add(b,a,1);
merge(a,b);
}
if(find(1)==find(n))
spfa(1);
if(dis
==INF)
printf("-1\n");
else
printf("%d\n",dis
);
}
return 0;
}