spfa判负环

算法分析
使用spfa算法解决是否存在负环问题

求负环的常用方法,基于SPFA,一般都用方法 2(该题也是用方法 2):

方法 1:统计每个点入队的次数,如果某个点入队n次,则说明存在负环
方法 2:统计当前每个点的最短路中所包含的边数,如果某点的最短路所包含的边数大于等于n,则也说明存在环
每次做一遍spfa()一定是正确的,但时间复杂度较高,可能会超时。初始时将所有点插入队列中可以按如下方式理解:
在原图的基础上新建一个虚拟源点,从该点向其他所有点连一条权值为0的有向边。那么原图有负环等价于新图有负环。此时在新图上做spfa,将虚拟源点加入队列中。然后进行spfa的第一次迭代,这时会将所有点的距离更新并将所有点插入队列中。执行到这一步,就等价于视频中的做法了。那么视频中的做法可以找到负环,等价于这次spfa可以找到负环,等价于新图有负环,等价于原图有负环。得证。

1、dist[x] 记录虚拟源点到x的最短距离

2、cnt[x] 记录当前x点到虚拟源点最短路的边数,初始每个点到虚拟源点的距离为0,只要他能再走n步,即cnt[x] >= n,则表示该图中一定存在负环,由于从虚拟源点到x至少经过n条边时,则说明图中至少有n + 1个点,表示一定有点是重复使用

3、若dist[j] > dist[t] + w[i],则表示从t点走到j点能够让权值变少,因此进行对该点j进行更新,并且对应cnt[j] = cnt[t] + 1,往前走一步

注意:该题是判断是否存在负环,并非判断是否存在从1开始的负环,因此需要将所有的点都加入队列中,更新周围的点


时间复杂度 一般:O(m) 最坏:O(nm)

链接:https://www.acwing.com/solution/content/6336/

 1 #include<iostream>
 2 #include<cstring>
 3 #include<algorithm>
 4 #include<queue>
 5 using namespace std;
 6 const int N=100010;
 7 int ne[N],e[N],h[N],idx;
 8 int w[N];
 9 int dist[N];
10 int cnt[N];
11 queue<int> q;
12 int n,m;
13 bool st[N];
14 void insert(int a,int b,int c)
15 {
16     e[idx]=b;
17     w[idx]=c;
18     ne[idx]=h[a];
19     h[a]=idx++;
20 }
21 int spfa()
22 {
23     for(int i=1;i<=n;i++)
24     {
25         st[i]=true;
26         q.push(i);
27     }
28     while(q.size())
29     {
30         int t=q.front();
31         q.pop();
32         st[t]=false;
33         for(int i=h[t];i!=-1;i=ne[i])
34         {
35             int j=e[i];
36             cnt[j]=cnt[t]+1;
37             if(cnt[j]>=n) return 0;
38             if(dist[j]>dist[t]+w[i])
39             {
40                 dist[j]=dist[t]+w[i];
41                 if(!st[j])
42                 {
43                     st[j]=true;
44                     q.push(j);
45                 }
46             }
47         }
48     }
49     return 1;
50 }
51 int main()
52 {
53     memset(h,-1,sizeof h);
54     scanf("%d%d",&n,&m);
55     while(m--)
56     {
57         int a,b,c;
58         scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
59         insert(a,b,c);
60     }
61     int ans=spfa();
62     if(ans) puts("No");
63     else puts("Yes");
64     return 0;
65 }

 

posted @ 2020-11-08 11:32  筱翼深凉  阅读(295)  评论(0编辑  收藏  举报