『算法-ACM 竞赛-图论』最短路-SPFA

图论–最短路–SPFA

SPFA 算法(shortest path faster algorithm)算法是西南交通大学段凡丁于 1994 年发表的，它在 Bellman-ford 算法的基础上进行了改进，使其在能够处理待负权图的单元最短路径的基础上，时间复杂度大幅度降低。

算法核心：设立一个先进先出的队列用来保存待优化的节点，优化时每次取出队首节点 u，并且用 u 点当前的最短路径估计值对离开 u 点所指向的节点 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。这样不断从从队列中取出节点进行松弛操作，直至队列空为止。

SPFA 算法同样可以判断负环，如果某个点弹出队列的次数超过 n-1 次，则存在负环。对于存在负环的图，无法计算单源最短路径。

#include<iostream>
#include<queue>
#include<algorithm>
#include<set>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<map>
#include<stack>
#include<bitset>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#define Swap(a,b) a^=b^=a^=b
#define cini(n) scanf("%d",&n)
#define cinl(n) scanf("%lld",&n)
#define cinc(n) scanf("%c",&n)
#define cins(s) scanf("%s",s)
#define coui(n) printf("%d",n)
#define couc(n) printf("%c",n)
#define coul(n) printf("%lld",n)
#define speed ios_base::sync_with_stdio(0)
#define Max(a,b) a>b?a:b
#define Min(a,b) a<b?a:b
#define mem(n,x) memset(n,x,sizeof(n))
#define INF  0x3f3f3f3f
#define maxn  100010
#define Ege 100000000
#define Vertex 1005
#define esp  1e-9
#define mp(a,b) make_pair(a,b)
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef pair<int,int> PII;
struct Node
{
    int to, lat, val; //边的右端点，边下一条边，边权
};
Node edge[1000005];
int head[1005],tot,dis[1005],N,M,vis[1005];
void add(int from, int to, int dis)
{
    edge[++tot].lat = head[from];
    edge[tot].to = to;
    edge[tot].val = dis;
    head[from] = tot;

}
void spfa(int s)
{

    memset(dis, 0x3f, sizeof(dis));
    dis[0]=0;
    memset(vis, 0, sizeof(vis));
    vis[s] = 1;
    dis[s] = 0;
    queue<int>Q;
    Q.push(s);
    while (!Q.empty()) {
        int u = Q.front();
        Q.pop();
        vis[u] = 0;
        for (int i = head[u];i;i = edge[i].lat) {
            int to = edge[i].to;
            int di = edge[i].val;
            if (dis[to]>dis[u] + di) {
                dis[to] = dis[u] + di;
                if (!vis[to]) {
                    vis[to] = 1;
                    Q.push(to);
                }
            }
        }
    }

}
int main()
{
    int t, x;
    scanf("%d", &t);
    while (t--)
    {
        memset(head, 0, sizeof(head));
        cini(N),cini(M);
        while (M--)
        {
            int a, b, dis;
            scanf("%d %d %d", &a, &b, &dis);
            add(a, b, dis),add(b,a,dis);
        }
        cini(x);
        spfa(x);

    }
    return 0;
}