【最短路径】 SPFA算法优化

  首先先明确一个问题,SPFA是什么?(不会看什么看,一边学去,传送门),SPFA是bellman-ford的队列优化版本,只有在国内才流行SPFA这个名字,大多数人就只知道SPFA就是一个顶尖的高效算法,却不知道还能继续优化,这个优化虽然也没有你想的那么麻烦,只不过多了几个判断语句罢了,5分钟就能学会,但是这也得运用到分类讨论,其实SPFA有三种优化方法,效果并不是很明显。

                         

  这三个测试点通过情况所对应的分别是SPFA的三种优化方法,这个时间也是因题而异,像这道题,效果并不好,但是看别人写的博客,他们提交了一道数据对于优化后的SPFA比较有利,测试时间差距能看出来,但是效果也就是减少十几毫秒而已,但是也是有的,万一题目会卡这十几毫秒呢?

1. SLF优化

  还记得吗?在我们学SPFA的时候,要把每一个入队的点插入到队尾,可是有些时候这个点作为队尾没有作为队头效率高,因为这个点有时放在队首就能直接用,那么什么样的点作为队首更好呢?当然是dis值越小越可能刷新其它dis值,所以对比当前元素与对首元素的dis值,如果当前元素的dis值更小,那么把当前元素插入到队首,否则插入到队尾。如果你不是很了解队列,或者还是现学的,一定会纳闷,不就能q.push( );吗?哪来的队首呢?此时queue<int>q;应该改为deque<int>q;双端队列,就有q.push_front( );和q.push_back( );了。

代码如下(红色处为优化对应的新增代码):

 1 void SPFA()
 2 {
 3     memset(dis,inf,sizeof(dis));
 4     deque<int>q;
 5     q.push_back(1);dis[1]=0;vis[1]=1;
 6     while(q.size())
 7     {
 8         x=q.front();q.pop_front();vis[x]=0;
 9         for(int i=head[x];i;i=map[i].next)
10         {
11             s=map[i].to;
12             if(dis[s]>dis[x]+map[i].value)
13             {
14                 dis[s]=dis[x]+map[i].value;
15                 if(vis[s]==0)
16                 {
17                     if(dis[s]<dis[q.front()]) q.push_front(s);
18                     else q.push_back(s);
19                     vis[s]=1;
20                 }
21             }
22         }
23     }
24 }

2. LLL优化

  如果懂了上一个SLF优化,那么这个LLL优化就很好理解了,SLF表示小的优先,LLL表示大的最后,那么什么样的的dis值是大的呢?难道还和队首元素比较吗?当然不是,是于队列的平均数来比较,如果大于这个平均数就放到最后。

代码如下(红色处为优化对应的新增代码):

 1 void SPFA()
 2 {
 3     memset(dis,inf,sizeof(dis));
 4     queue<int>q;
 5     q.push(1);dis[1]=0;vis[1]=1;
 6     while(q.size())
 7     {
 8         p=q.front();q.pop();
 9         if(dis[p]*cnt_2>sum)
10         {
11             q.push(p);
12             continue;
13         }
14         sum-=dis[p];cnt_2--;
15         vis[p]=0;
16         for(int i=head[p];i;i=map[i].next)
17         {
18             s=map[i].to;
19             if(dis[s]>dis[p]+map[i].value)
20             {
21                 dis[s]=dis[p]+map[i].value;
22                 if(vis[s]==0)
23                 {
24                     vis[s]==1;
25                     q.push(s); 
26                     cnt_2++;
27                     sum+=dis[s];
28                 }
29             }
30         }
31     }
32 }

2. SLF+LLL优化

  这个就很简单直接了,把两个新增代码搓一块了就行。

代码如下(红色处为优化对应的新增代码):

 1 void SPFA()
 2 {
 3     memset(dis,inf,sizeof(dis));
 4     deque<int>q;
 5     q.push_back(1);dis[1]=0;vis[1]=1;
 6     while(q.size())
 7     {
 8         p=q.front();q.pop_front();
 9         if(dis[p]*cnt_2>sum)
10         {
11             q.push_back(p);
12             continue;
13         }
14         sum-=dis[p];cnt_2--;
15         vis[p]=0;;
16         for(int i=head[p];i;i=map[i].next)
17         {
18             s=map[i].to;
19             if(dis[s]>dis[p]+map[i].value)
20             {
21                 dis[s]=dis[p]+map[i].value;
22                 if(vis[s]==0)
23                 {
24                     vis[s]==1;
25                     if(dis[s]<dis[q.front()]) q.push_front(s);
26                     else q.push_back(s);
27                     cnt_2++;
28                     sum+=dis[s];
29                 }
30             }
31         }
32     }
33 }

  怎么样,你学会了吗?

posted @ 2019-02-16 20:37  c1714-gzr  阅读(791)  评论(1编辑  收藏