##[$AcWing$ $849$. $Dijkstra$求最短路 $I$](https://www.acwing.com/problem/content/851/) ### 一、题目描述 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,所有边权均为正值。 请你求出 $1$ 号点到 $n$ 号点的最短距离,如果无法从 $1$ 号点走到 $n$ 号点,则输出 $−1$。 **输入格式** 第一行包含整数 $n$ 和 $m$。 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 $z$。 **输出格式** 输出一个整数,表示 $1$ 号点到 $n$ 号点的最短距离。 如果路径不存在,则输出 $−1$。 **数据范围** $1≤n≤500,1≤m≤10^5$,图中涉及边长均不超过$10000$。 **输入样例:** ```cpp {.line-numbers} 3 3 1 2 2 2 3 1 1 3 4 ``` **输出样例:** ```cpp {.line-numbers} 3 ``` ### 二、算法思路 ![最短路的方法选择.png](https://cdn.acwing.com/media/article/image/2021/02/22/64630_ff27232974-最短路的方法选择.png) $Dijkstra$ 的整体思路比较清晰,即进行$n$次迭代去确定每个点到起点的最小值,最后输出的终点的即为我们要找的最短路的距离。 按照这个思路除了存储图外我们还需要存储两个量: ```cpp {.line-numbers} dist[n] //用于存储每个点到起点的最短距离 st[n] //用于在更新最短距离时 判断当前的点的最短距离是否确定 是否需要更新 ``` 每次迭代的过程中我们都 **先找到当前未确定的最短距离的点中距离最短的点**,(至于为什么是这样那么这就涉及到$Dijkstra$算法的具体数学证明了 有兴趣的同学可以百度一下) ```cpp {.line-numbers} int t=-1; //将t设置为-1 因为Dijkstra算法适用于不存在负权边的图 for(int j=1;j<=n;j++){ if(!st[j]&&(t==-1||dist[t]>dist[j]) //该步骤即寻找还未确定最短路的点中路径最短的点 t=j; } ``` 通过上述操作当前我们的$t$代表就是剩余未确定最短路的点中路径最短的点,而与此同时该点的最短路径也已经确定我们将该点标记: ```c++ st[t]=true; ``` 然后用这个去更新其余未确定点的最短距离 进行$n$次迭代后最后就可以确定每个点的最短距离,然后再根据题意输出相应的要求的最短距离。 ### 二、实现代码【这个代码不用背,直接背带堆优化版本的】 ```cpp {.line-numbers} #include using namespace std; const int INF = 0x3f3f3f3f; const int N = 510; const int M = 1e5 + 10; int n, m; //邻接表 int h[N], w[M], e[M], ne[M], idx; bool st[N]; //是否使用过 int dist[N]; //最短距离数组 //维护邻接表 void add(int a, int b, int c) { e[idx] = b, ne[idx] = h[a], w[idx] = c, h[a] = idx++; } int dijkstra() { memset(dist, 0x3f, sizeof dist); //初始化为无穷大 dist[1] = 0; //出发点的距离初始化为0 for (int i = 0; i < n; i++) { //找到距离出发点最近的点 int t = -1; for (int j = 1; j <= n; j++) if (!st[j] && (t == -1 || dist[j] < dist[t])) t = j; st[t] = true; for (int j = h[t]; ~j; j = ne[j]) { int k = e[j]; dist[k] = min(dist[k], dist[t] + w[j]); } } return dist[n] == INF ? -1 : dist[n]; } int main() { cin >> n >> m; memset(h, -1, sizeof h); while (m--) { int a, b, c; cin >> a >> b >> c; add(a, b, c); } //调用迪卡斯彻算法 int t = dijkstra(); printf("%d\n", t); return 0; } ```