http://poj.org/problem?id=1734
题意:给定一个N个点的无向图,求其中的最小的环。
思路:朴素的求法是:一次枚举每一条边(假设为e(i,j)),删除它,并求利用剩下结点(i,j)之间的最短路,该环就是dis(i,j) + e(i,j)。这样就需要依次枚举每条边,然后求一次最短路,时间复杂度为:O(N*N*M), 在N和M的数据规模较大时就会超时。
有一种改进的算法, 就是在求两点之间的最短路的时候,随便求出最小环,即Floyd求最小环法。代码为:
void Floyd(){ for(int k=1;k<=N;k++){ //环中的最大结点编号 for(int i=1;i<k;i++){ //依次枚举k两端的结点 i , j for(int j=i+1;j<k;j++){ ans = MIN(ans , dis[i][j] + G[i][k] + G[k][j]); } } 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]); } } } }该算法的证明:
一个环中的最大结点为K(编号最大),与其相连的两个点为i,j ,这个环的最短长度为:G[i][k] + G[k][j ] + i到j的路径中所有结点编号都不大于k的最短路径长度,根据floyd的原理,在最外层循环做一个k-1次之后, dis[i][j] 则代表了i到j的路径中所有结点的编号都不大于k的最短路径。
本题的代码:
#include<stdio.h> #include<string.h> #include<iostream> using namespace std; #define MIN(a,b) (a)>(b)?(b):(a) const int INF = 0x3f3f3f3f ; int N, M ; int maze[110][110] ; int dis[110][110] ; int fa[110][110] ; int temp ; int res[110] ; void solve(int i, int j ,int k){ //记录最小环的路径 temp = 0 ; while(j != i){ res[temp++] = j ; j = fa[i][j] ; } res[temp++] = i ; res[temp++] = k ; } void Floyd(){ for(int i=1;i<=N;i++){ for(int j=1;j<=N;j++){ dis[i][j] = maze[i][j] ; } } int ans = INF ; for(int k=1;k<=N;k++){ for(int i=1;i<k;i++){ for(int j=i+1;j<k;j++){ if(dis[i][j]<INF && maze[i][k]<INF && maze[k][j]<INF && ans>dis[i][j] + maze[i][k] + maze[k][j]){ ans = dis[i][j] + maze[i][k] + maze[k][j] ; solve(i,j,k); } } } for(int i=1;i<=N;i++){ for(int j=1;j<=N;j++){ if(dis[i][k]<INF && dis[k][j]<INF && dis[i][j]>dis[i][k] + dis[k][j]){ dis[i][j] = dis[i][k] + dis[k][j] ; fa[i][j] = fa[k][j] ; fa[j][i] = fa[k][i] ; } } } } if(ans == INF){ printf("No solution.\n"); } else{ for(int i=0;i<temp;i++){ printf("%d%c",res[i],i==temp-1?'\n':' '); } } } int main(){ int a ,b ,c ; while(scanf("%d %d",&N,&M) == 2){ for(int i=1;i<=N;i++){ for(int j=1;j<=N;j++){ if(i == j) maze[i][j] = 0; else maze[i][j] = INF ; } } for(int i=1;i<=M;i++){ scanf("%d %d %d",&a,&b,&c); if(maze[a][b] > c){ maze[a][b] = maze[b][a] = c ; fa[a][b] = a ; //标记(i,j)最短路径上,距离j最近的那个结点 fa[b][a] = b ; } } Floyd() ; } return 0 ; }