2 条题解
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// 最短路径图+拓扑排序 Dijkstra 算法 O(MlogN) #include<bits/stdc++.h> #define pii pair<int,int> using namespace std; const int N=1505,M=5005; const long long mod=1e9+7; int idx,h[N],ne[M],to[M],ww[M]; void add(int u,int v,int w){ to[++idx]=v,ww[idx]=w,ne[idx]=h[u],h[u]=idx; } int n,m; int d[N]; bool vis[N]; long long f[N],g[N],ecnt[M]; stack<int> st; void dijkstra(int s){ memset(vis,0,sizeof(vis)); memset(d,0x3f,sizeof(d)); d[s]=0; memset(f,0,sizeof(f)); f[s]=1; priority_queue<pii,vector<pii>,greater<pii> > q; q.emplace(0,s); while(!q.empty()){ auto u=q.top().second; q.pop(); if(vis[u])continue; vis[u]=1; st.emplace(u); //用栈记录拓扑序 for(int i=h[u]; i; i=ne[i]){ int v=to[i],w=ww[i]; if(d[v]>d[u]+w){ d[v]=d[u]+w; f[v]=f[u]; //记录从起点到v点的最短路条数 q.emplace(d[v],v); } else if(d[v]==d[u]+w)f[v]=(f[u]+f[v])%mod; //更新 } } } void topo(){ while(!st.empty()){ int u=st.top(); st.pop(); g[u]=1; for(int i=h[u]; i; i=ne[i]){ //逆拓扑序DP int v=to[i],w=ww[i]; if(d[v]==d[u]+w){ ecnt[i]=(ecnt[i]+f[u]*g[v]%mod)%mod; //从起点到u点的最短路条数*从v点到各点(包括v点)的最短路条数 g[u]=(g[u]+g[v])%mod; //递推从u点到各点的最短路条数 } } } } int main(){ cin>>n>>m; for(int i=1,u,v,w; i<=m; i++)cin>>u>>v>>w,add(u,v,w); for(int i=1; i<=n; i++) dijkstra(i),topo(); for(int i=1; i<=m; i++) cout<<ecnt[i]<<'\n'; } -
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首先介绍一个原则:的最短路径的任意一条子路径都是最短路径。
证明:假设存在一条子路径不是最短路径,那么一定能够找到一条更短的的路径使的路径更短。
根据这个原则,可以得出,在固定源点时,存在的一个子图,使得的每一条边都在到其他至少一个点的最短路径上,且以外的边不在到任意一个点的最短路径上。这里把称为源点为时的最短路图。判断一条边是否在最短路图中,只需判断是否。其中为边的长度。
再介绍一个原则:对于任意边权为正数的图和任意源点,最短路图上不存在环。
证明:设存在环,则有,,…,,。由于边权均为正数,所以从上面可以同时得出和。从这个矛盾得出不存在环。
回到问题。首先枚举最短路的起点,跑SPFA后构造出最短路图。
由于不存在环,所以这里进行拓扑排序。
先按照拓扑序,求出任意一个点,到的最短路径的数目。很显然,,如果最短路图上存在边,则。
再按照拓扑序的逆序,求出任意一个点,在最短路图上以为起点的路径条数。容易得到,如果先把每个点的设为(路径中只包含),那么如果最短路图上存在边,则。
统计贡献。对于在最短路图上的一条边,贡献为。
代码:
#include <cmath> #include <cstdio> #include <cstring> #include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; inline int read() { int res = 0; bool bo = 0; char c; while (((c = getchar()) < '0' || c > '9') && c != '-'); if (c == '-') bo = 1; else res = c - 48; while ((c = getchar()) >= '0' && c <= '9') res = (res << 3) + (res << 1) + (c - 48); return bo ? ~res + 1 : res; } const int N = 1505, M = 5005, INF = 0x3f3f3f3f, PYZ = 1e9 + 7; int n, m, ecnt, nxt[M], adj[N], st[M], go[M], val[M], dis[M], len, que[M << 1], cnt[N], cnt1[N], cnt2[N], H, T, tot, q[N], ans[M]; bool vis[N], ins[M]; void add_edge(int u, int v, int w) { nxt[++ecnt] = adj[u]; adj[u] = ecnt; st[ecnt] = u; go[ecnt] = v; val[ecnt] = w; } void spfa(int S) { int i; memset(dis, INF, sizeof(dis)); memset(ins, 0, sizeof(ins)); dis[que[len = 1] = S] = 0; for (i = 1; i <= len; i++) { int u = que[i]; vis[u] = 0; for (int e = adj[u], v; e; e = nxt[e]) if (dis[u] + val[e] < dis[v = go[e]]) { dis[v] = dis[u] + val[e]; if (!vis[v]) vis[que[++len] = v] = 1; } } for (i = 1; i <= m; i++) if (dis[st[i]] + val[i] == dis[go[i]]) ins[i] = 1; } void topo(int S) { memset(cnt, 0, sizeof(cnt)); memset(cnt1, 0, sizeof(cnt1)); memset(cnt2, 0, sizeof(cnt2)); int i; H = tot = 0; cnt1[que[T = 1] = S] = 1; for (i = 1; i <= m; i++) if (ins[i]) cnt[go[i]]++; while (H < T) { int u = que[++H]; q[++tot] = u; for (int e = adj[u], v; e; e = nxt[e]) { if (!ins[e]) continue; v = go[e]; if (!(--cnt[v])) que[++T] = v; (cnt1[v] += cnt1[u]) %= PYZ; } } for (i = tot; i; i--) { int u = q[i]; cnt2[u]++; for (int e = adj[u], v; e; e = nxt[e]) { if (!ins[e]) continue; (cnt2[u] += cnt2[v = go[e]]) %= PYZ; } } } void solve(int S) { int i; spfa(S); topo(S); for (i = 1; i <= m; i++) if (ins[i]) (ans[i] += 1ll * cnt1[st[i]] * cnt2[go[i]] % PYZ) %= PYZ; } int main() { int i, x, y, z; n = read(); m = read(); for (i = 1; i <= m; i++) x = read(), y = read(), z = read(), add_edge(x, y, z); for (i = 1; i <= n; i++) solve(i); for (i = 1; i <= m; i++) printf("%d\n", ans[i]); return 0; }
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