POJ 2449 Remmarguts' Date (A*搜索求K短路)
2015-08-29 18:16
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这是一道裸的K短路的问题,我们将会用A*解决。
我们设计估值函数h的时候可以像这样想。因为h(n) <= h*(n)而且要尽量接近h*(n),所以我们想到,可以求一个从目标节点到其余节点的最短路,这个一定是小于等于实际值的。然后就用A*从起点开始搜索,找到一个节点v,就使cnt[v]加1。当cnt[v] > k时就可以剪枝了,因为这一定不再K短路的路线上了。很好通过反证法得到证明。当目标节点被搜索到了第k次的时候就可以结束搜索了。
要注意这道题有一个很坑的地方,就是若给出的起点=终点,那么0是最短路(也就是说K要+1)
代码:
这是一道裸的K短路的问题,我们将会用A*解决。
我们设计估值函数h的时候可以像这样想。因为h(n) <= h*(n)而且要尽量接近h*(n),所以我们想到,可以求一个从目标节点到其余节点的最短路,这个一定是小于等于实际值的。然后就用A*从起点开始搜索,找到一个节点v,就使cnt[v]加1。当cnt[v] > k时就可以剪枝了,因为这一定不再K短路的路线上了。很好通过反证法得到证明。当目标节点被搜索到了第k次的时候就可以结束搜索了。
要注意这道题有一个很坑的地方,就是若给出的起点=终点,那么0是最短路(也就是说K要+1)
代码:
#include<cstdio> #include<queue> #include<cstring> using namespace std; #define MAXM 100006 #define MAXN 1006 struct node { int v, w; node *next; }Edge[MAXM<<1], *Adj[MAXN], *Mcnt = Edge, *rAdj[MAXN]; int dis[MAXN], S, E, K; bool inq[MAXN]; struct D //用来表示搜索节点的数据结构 { int g, h, v; D(){} D(int t1, int t2){ v = t1; g = t2; h = dis[v]; } bool operator < (const D rhs) const { return g + h > rhs.g + rhs.h; } }; void Addedge(int u, int v, int w) { node *t = ++Mcnt; t->v = v; t->w = w; t->next = Adj[u]; Adj[u] = t; t = ++Mcnt; t->v = u; t->w = w; t->next = rAdj[v]; rAdj[v] = t; } void SPFA(int u) //SPFA用来预处理出估价函数h { memset(dis, 0x3f, sizeof dis); memset(inq, 0, sizeof inq); queue<int> q; q.push(u); dis[u] = 0; inq[u] = 1; while(!q.empty()) { u = q.front(); inq[u] = 0; q.pop(); for(node *p = rAdj[u]; p; p = p->next) if(p->w + dis[u] < dis[p->v]) { dis[p->v] = dis[u] + p->w; if(!inq[p->v]) { q.push(p->v); inq[p->v] = 1; } } } } int cnt[MAXN]; int Astar(int u) //A*搜索 { priority_queue<D> q; q.push(D(u, 0)); while(!q.empty()) { D tmp = q.top(); cnt[tmp.v] ++; q.pop(); if(cnt[tmp.v] > K) continue; //上文提到的剪枝 if(cnt[E] == K) return tmp.g; //找到答案 for(node *p = Adj[tmp.v]; p; p = p->next) q.push(D(p->v, tmp.g + p->w)); } return -1; } int m, n; int main() { int t1, t2, t3; scanf("%d%d", &n, &m); for(int i = 1; i <= m; i ++) { scanf("%d%d%d", &t1, &t2, &t3); Addedge(t1, t2, t3); } scanf("%d%d%d", &S, &E, &K); if(S == E) K ++; SPFA(E); printf("%d\n", Astar(S)); return 0; }
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