最短路径四种方法
例题：HDU 2544
最短路
Time Limit: 5000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others)
Total Submission(s): 89730 Accepted Submission(s): 38892
Problem Description
在每年的校赛里，所有进入决赛的同学都会获得一件很漂亮的t-shirt。但是每当我们的工作人员把上百件的衣服从商店运回到赛场的时候，却是非常累的！所以现在他们想要寻找最短的从商店到赛场的路线，你可以帮助他们吗？
Input
输入包括多组数据。每组数据第一行是两个整数N、M（N<=100，M<=10000），N表示成都的大街上有几个路口，标号为1的路口是商店所在地，标号为N的路口是赛场所在地，M则表示在成都有几条路。N=M=0表示输入结束。接下来M行，每行包括3个整数A，B，C（1<=A,B<=N,1<=C<=1000）,表示在路口A与路口B之间有一条路，我们的工作人员需要C分钟的时间走过这条路。
输入保证至少存在1条商店到赛场的路线。
Output
对于每组输入，输出一行，表示工作人员从商店走到赛场的最短时间
Sample Input
2 1
1 2 3
3 3
1 2 5
2 3 5
3 1 2
0 0
Sample Output
3
2
1），深度或广度优先搜索算法（解决单源最短路径）
从起始结点开始访问所有的深度遍历路径或广度优先路径，则到达终点结点的路径有多条，取其中路径权值最短的一条则为最短路径。
给定一个带权有向图G=（V,E），其中每条边的权是一个实数。另外，还给定V中的一个顶点，称为
源。
现在要计算从源到其他所有各顶点的最短路径长度。这里的长度就是指路上各边权之和。这个问题通
常称为单源最短路径 [1] 问题。
从起始结点开始访问所有的深度遍历路径或广度优先路径，则到达终点结点的路径有多条，取其中路
径权值最短的一条则为最短路径
下面是核心代码：
//题意：求1->n的最短路径
#include
#include
#define inf 99999999
using namespace std;
int dis[111][111];
bool vis[111];
int n,cnt;//n为节点数,cnt为最短长度
void init(int x){
for(int i=0;i<=n;i++){
for(int j=0;j<=n;j++)
dis[i][j]=inf;
dis[i][i]=0;
vis[i]=0;
}
}
void dfs(int st,int dst)
{
if(dst>cnt)return ;//距离大于最短路径，无需遍历
if(st==n){//到达终点
cnt=cnt>dst?dst:cnt;
return;
}
for(int i=1;i<=n;i++)
{
if(!vis[i]&&dis[st][i]!=inf&&dis[st][i]){
vis[i]=1;
dfs(i,dst+dis[st][i]);
vis[i]=0;
}
}
}
int main()
{
int m;
while(~scanf("%d%d",&n,&m)&&n&&m)
{
int x,y,len;
cnt=inf;
init(n);
while(m--){
scanf("%d%d%d",&x,&y,&len);
dis[x][y]=min(dis[x][y],len);//两点之间距离重复输入取小距离
dis[y][x]=dis[x][y];
}
vis[1]=1;
dfs(1,0);
printf("%d\n",cnt);
}
return 0;
}
Sample Input 2
5 14
2 2 262
5 3 403
4 2 456
1 5 289
3 1 1000
2 4 217
2 5 536
2 5 415
2 4 880
3 1 179
3 4 972
5 3 2
1 3 491
4 1 872
0 0
Sample Output 2
181 2），弗洛伊德算法（解决多源最短路径）：时间复杂度O(n^3),空间复杂度O(n^2)
基本思想：最开始只允许经过1号顶点进行中转，接下来只允许经过1号和2号顶点进行中转......允许经过1~n号所有顶点进行中转，来不断动态更新任意两点之间的最短路程。即求从i号顶点到j号顶点只经过前k号点的最短路程。
//题意：求1->n的最短路径
#include
#include
#define inf 99999999
using namespace std;
int n,dis[111][111];
void init(){
for(int i=0;i<=n;i++){
for(int j=0;j<=n;j++)
dis[i][j]=inf;
dis[i][i]=0;
}
}
int main()
{
int m;
while(~scanf("%d%d",&n,&m)&&n&&m)
{
init();
while(m--){
int x,y,len;
scanf("%d%d%d",&x,&y,&len);
dis[x][y]=min(dis[x][y],len);
dis[y][x]=dis[x][y];
}
for(int k=1;k<=n;k++)//要经过的点
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=1;j<=n;j++)
dis[i][j]=min(dis[i][j],dis[i][k]+dis[k][j]);
printf("%d\n",dis[1][n]);//可以选任意两点之间的距离
}
return 0;
}
Sample Input 2
5 14
2 2 262
5 3 403
4 2 456
1 5 289
3 1 1000
2 4 217
2 5 536
2 5 415
2 4 880
3 1 179
3 4 972
5 3 2
1 3 491
4 1 872
0 0
Sample Output 2
181 3），迪杰斯特拉算法（解决单源最短路径）
基本思想：每次找到离源点（如1号结点）最近的一个顶点，然后以该顶点为中心进行扩展，最终得到源点到其余所有点的最短路径。
基本步骤：1.开容器v，储存子节点、距离、花费；2、开数组dis记录起始点到各点距离；3、进行n-1次松弛操作（先找出未标记点中离起始点最近的点，标记该点，然后求出该点子节点到起始点的最短距离（优先）与最短花费）；4、输出到终点的最短距离与花费；
//题意：求两点之间最短路径
#include
#include
#include
#include
#define N 999999999
using namespace std;
struct node{
int er,len,cost;
};
vectorv[1111];
int main()
{
int n,m;
while(~scanf("%d%d",&n,&m)&&n&&m)
{
int dis[1111],spend[1111];
bool vis[1111];
node tmp;
int x,y;
for(int i=0;i<1111;i++)
v[i].clear();
while(m--){
scanf("%d%d%d%d",&x,&y,&tmp.len,&tmp.cost);
tmp.er=x;
v[y].push_back(tmp);
tmp.er=y;
v[x].push_back(tmp);
}
scanf("%d%d",&x,&y);//起点和终点
for(int i=1;i<=n;i++){
vis[i]=0;
dis[i]=spend[i]=N;
}
for(int i=0;idis[id]+v[id][i].len)//未标记、直接距离大于通过id点的距离
dis[vv]=dis[id]+v[id][i].len,
spend[vv]=spend[id]+v[id][i].cost;
else if(!vis[vv]&&dis[vv]==dis[id]+v[id][i].len&&spend[vv]>spend[vv]+v[id][i].cost)//未标记、距离相等找花费更小的
spend[vv]=spend[id]+v[id][i].cost;
}
}
printf("%d %d\n",dis[y],spend[y]);
}
return 0;
}
/*
3 2
1 2 5 6
2 3 4 5
1 3
3 2
1 3 5 6
2 1 3 5
3 2
9 11
8 11
*/
4），Bellman-Ford算法(解决负权边，解决单源最短路径，前几种方法不能求含负权边的图)：：时间复杂度O(nm),空间复杂度O(m)
主要思想：对所有的边进行n-1轮松弛操作，因为在一个含有n个顶点的图中，任意两点之间的最短路径最多包含n-1边。换句话说，第1轮在对所有的边进行松弛后，得到的是从1号顶点只能经过一条边到达其余各定点的最短路径长度。第2轮在对所有的边进行松弛后，得到的是从1号顶点只能经过两条边到达其余各定点的最短路径长度，......
以下是图示：
此外，Bellman_Ford还可以检测一个图是否含有负权回路：POJ1860
/*
题意：有多种汇币，汇币之间可以交换，这需要手续费，当你用100A币
交换B币时，A到B的汇率是29.75，手续费是0.39，那么你可以得到
(100 - 0.39) * 29.75 = 2963.3975 B币。问s币的金额经过交换最终
得到的s币金额数能否增加
货币的交换是可以重复多次的，所以我们需要找出是否存在
正权回路，且最后得到的s金额是增加的
怎么找正权回路呢？（正权回路：在这一回路上，顶点的权值能不断增加即能一直进行松弛）
分析：
反向利用Bellman-Ford算法
单源最短路径算法，因为题目可能存在负边，所以用Bellman Ford算法，
原始Bellman Ford可以用来求负环，这题需要改进一下用来求正环
一种货币就是图上的一个点
一个“兑换点”就是图上两种货币之间的一个兑换环，相当于“兑换方式”M的个数，是双边
唯一值得注意的是权值，当拥有货币A的数量为V时，A到A的权值为K，即没有兑换
而A到B的权值为(V-Cab)*Rab
本题是“求最大路径”，之所以被归类为“求最小路径”是因为本题题恰恰
与bellman-Ford算法的松弛条件相反，求的是能无限松弛的最大正权路径，
但是依然能够利用bellman-Ford的思想去解题。
因此初始化d(S)=V 而源点到其他店的距离（权值）初始化为无穷小（0），
当s到其他某点的距离能不断变大时，说明存在最大路径
*/
#include
#include
#include
using namespace std;
struct node
{
int x,y;
double r,c;
}num[222];
int n,m,s,ans;
double v;
void add(int x,int y,double r,double c)
{
num[ans].x=x;
num[ans].y=y;
num[ans].r=r;
num[ans].c=c;
ans++;
}
bool bellon()
{
double dis[111];
for(int i=0;i<=n;i++)
dis[i]=0;
dis[s]=v;
for(int j=1;j