Floyd Alogrithm
简介(Introduction)
Floyd算法 又称为 插点法,是一种利用 动态规划 的思想寻找给定的 加权图中多源点之间最短路径 的算法,与 \(Dijkstra\) 算法类似
描述(Description)
- \(Floyd\) 算法是一个用来处理 多源最短路的 算法
- 图是使用 邻接矩阵 来储存
- \(Floyd\) 算法求解的经典问题:
- 最短路问题
- 传递闭包问题
- 找最小环问题
- 恰好经过 \(k\) 条边的最短路问题(倍增)
时间复杂度为: \(O(n^3)\)
示例(Example)
代码(Code)
-
初始化:
void init() { for (int i = 1; i <= n; i ++ ) for (int j = 1; j <= n; j ++ ) if (i == j) d[i][j] = 0; else d[i][j] = 0x3f3f3f3f; }
-
\(Floyd\) 算法:
void floyd() { for (int k = 1; k <= n; k ++ ) for (int i = 1; i <= n; i ++ ) for (int j = 1; j <= n; j ++ ) d[i][j] = min(d[i][j], d[i][k] + d[k][j]); }
应用(Application)
Floyd 求最短路
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,边权可能为负数。
再给定 \(k\) 个询问,每个询问包含两个整数 \(x\) 和 \(y\),表示查询从点 \(x\) 到点 \(y\) 的最短距离,如果路径不存在,则输出
impossible
。数据保证图中不存在负权回路。
输入格式
第一行包含三个整数 \(n,m,k\)。
接下来 \(m\) 行,每行包含三个整数 \(x,y,z\),表示存在一条从点 \(x\) 到点 \(y\) 的有向边,边长为 \(z\)。
接下来 \(k\) 行,每行包含两个整数 \(x,y\),表示询问点 \(x\) 到点 \(y\) 的最短距离。
输出格式
共 \(k\) 行,每行输出一个整数,表示询问的结果,若询问两点间不存在路径,则输出
impossible
。数据范围
\(1 \le n \le 200\),
\(1 \le k \le n^2\)
\(1 \le m \le 20000\),
图中涉及边长绝对值均不超过 \(10000\)。
输入样例:
3 3 2
1 2 1
2 3 2
1 3 1
2 1
1 3
输出样例:
impossible
1
- 题解:
// C++ Version #include <cstdio> #include <cstring> using namespace std; const int N = 210, INF = 1e9; int d[N][N]; int n, m, k; void floyd() { for (int k = 1; k <= n; k++) for (int i = 1; i <= n; i++) for (int j = 1; j <= n; j++) d[i][j] = min(d[i][j], d[i][k] + d[k][j]); } int main() { scanf("%d%d%d", &n, &m, &k); //初始化d for (int i = 1; i <= n; i ++ ) for (int j = 1; j <= n; j ++ ) if (i == j) d[i][j] = 0; // 存在自环,初始化将自身赋值为0,最短路就是0 else d[i][j] = INF; while (m -- ) { int a, b, c; scanf("%d%d%d", &a, &b, &c); d[a][b] = min(d[a][b], c); // 若有重边保存最小 } floyd(); while (k -- ) { int a, b; scanf("%d%d", &a, &b); // 因为存在负权边, 所以 0x3f3f3f3f 这个值可能会因为负值被更新 但值依然远大于 0x3f3f3f3f / 2 if (d[a][b] > INF / 2) puts("impossible"); else printf("%d\n", d[a][b]); } return 0; }