树与图的广度优先遍历

例题：图中点的层次

给定一个n个点m条边的有向图，图中可能存在重边和自环。

所有边的长度都是1，点的编号为1~n。

请你求出1号点到n号点的最短距离，如果从1号点无法走到n号点，输出-1。

输入格式
第一行包含两个整数n和m。

接下来m行，每行包含两个整数a和b，表示存在一条从a走到b的长度为1的边。

输出格式
输出一个整数，表示1号点到n号点的最短距离。

数据范围
1 ≤ n,m ≤ 10^5
输入样例：
4 5
1 2
2 3
3 4
1 3
1 4
输出样例：
1

用邻接表存储图

代码

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstring>

using namespace std;

const int N = 100010;

int n, m;
int h[N], e[N], ne[N], idx;
int q[N], d[N]; 

int bfs()
{
    int hh = 0, tt = 0;
    
    q[0] = 1;
    memset(d, -1, sizeof d);
    d[1] = 0;

    while(hh <= tt)
    {
        int t = q[hh++];

        for(int i = h[t]; i != -1; i = ne[i]) //扩展临边
        {
            int j = e[i];
            if(d[j] == -1)
            {
                d[j] = d[t]+1;
                q[++tt] = j;
            }
        }
    }

    return d[n];
}

void add(int a, int b)
{
    e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx++;
}

int main()
{
    cin >> n >> m;

    memset(h, -1, sizeof h);

    for(int i = 0; i < m; i++)
    {
        int a, b;
        cin >> a >> b;
        add(a, b); 
    }

    cout << bfs() << endl;

    return 0;
}