LG4779 【模板】单源最短路径（标准版）

题意

给定一个 \(N\) 个点，\(M\) 条有向边的带非负权图，请你计算从 \(S\) 出发，到每个点的距离。

数据保证你能从 \(S\) 出发到任意点。

\(1≤N≤100000\)；

\(1≤M≤200000\)；

分析

可以将Dijkstra算法的运行时间改善到\(O(V \lg V+E)\)，方法是使用斐波那契堆。

每次ExtractMin操作的摊还代价为\(O(\lg V)\)，每次DecreaseKey操作的摊还代价为\(O(1)\)。

但是渐进性能更优不代表实际运行更优，尤其是现在的电脑水平。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cmath>
#include<set>
#include<map>
#include<queue>
#include<stack>
#include<algorithm>
#include<bitset>
#include<cassert>
#include<ctime>
#include<cstring>
#define rg register
#define il inline
#define co const
template<class T>il T read()
{
    rg T data=0;
    rg int w=1;
    rg char ch=getchar();
    while(!isdigit(ch))
    {
        if(ch=='-')
            w=-1;
        ch=getchar();
    }
    while(isdigit(ch))
    {
        data=data*10+ch-'0';
        ch=getchar();
    }
    return data*w;
}
template<class T>T read(T&x)
{
    return x=read<T>();
}
typedef long long ll;
co ll INF=0x7fffffffffffffff;

co int N=1e5+7;
int root;
namespace FIB
{
    using std::vector;
    using std::swap;
    co double PHI=(sqrt(5)+1)/2; // log_{PHI}(N)=ln(N)/ln(PHI)
// Heap node definitions
    int sz;
    int fa[N],ch[N];
    int left[N],right[N];
    int degree[N];
    bool mark[N];
    ll val[N];
// Heap node operations
    int newnode(int nd,ll v)
    {
        fa[nd]=0,ch[nd]=0;
        left[nd]=right[nd]=nd;
        degree[nd]=0;
        mark[nd]=false;
        val[nd]=v;
        return nd;
    }

    void add(int r,int x)
    {
        assert(r&&x);
        left[right[r]]=x,right[x]=right[r];
        right[r]=x,left[x]=r;
    }

    void del(int r)
    {
        left[right[r]]=left[r];
        right[left[r]]=right[r];
        left[r]=right[r]=r; // edit 2
    }
// Heap definitions
    int nm;
    int min[2],siz[2];
// Heap operations
    int NewHeap()
    {
        ++nm;
        min[nm]=0;
        siz[nm]=0;
        return 0;
    }

    void Insert(int H,int x)
    {
        if(!min[H])
            min[H]=x;
        else
        {
            add(min[H],x);
            if(val[x]<val[min[H]])
                min[H]=x;
        }
        ++siz[H];
    }

    int Minimum(int H)
    {
        return min[H];
    }

    int Union(int H1,int H2)
    {
        if(!min[H1])
            return H2;
        if(!min[H2])
            return H1;
        int t=min[H2];
        while(min[H2])
        {
            int x=min[H2];
            if(x==right[x])
                min[H2]=0;
            else
                min[H2]=right[x];
            del(x);
            add(min[H1],x);
        }
        if(val[t]<val[min[H1]])
            min[H1]=t;
        siz[H1]+=siz[H2];
        return H1;
    }

    void Link(int y,int x)
    {
        del(y);
        if(!ch[x])
            ch[x]=y;
        else
            add(ch[x],y);
        fa[y]=x;
        ++degree[x];
        mark[y]=false;
    }

    void Consolidate(int H)
    {
        co int D=log(siz[H])/log(PHI)+1;
        vector<int>A(D);
        fill(A.begin(),A.end(),0);
        while(min[H]) // edit 1
        {
            int x=min[H];
            if(right[x]==x)
                min[H]=0;
            else
                min[H]=right[x];
            del(x);
            int d=degree[x];
            while(A[d])
            {
                int y=A[d];
                if(val[x]>val[y])
                    swap(x,y);
                Link(y,x);
                A[d]=0;
                ++d;
            }
            assert(d<D);
            A[d]=x;
        }
        min[H]=0;
        for(int i=0;i<D;++i)
            if(A[i])
            {
                if(!min[H])
                    min[H]=A[i];
                else
                {
                    add(min[H],A[i]);
                    if(val[A[i]]<val[min[H]])
                        min[H]=A[i];
                }
            }
    }

    int ExtractMin(int H)
    {
        int z=min[H];
        if(z)
        {
            while(ch[z])
            {
                int x=ch[z];
                if(right[x]==x)
                    ch[z]=0;
                else
                    ch[z]=right[x];
                del(x);
                add(z,x);
                fa[x]=0;
            }
            if(z==right[z])
                min[H]=0;
            else
            {
                min[H]=right[z];
                del(z);
                Consolidate(H);
            }
            --siz[H];
        }
        return z;
    }

    void Cut(int H,int x,int y)
    {
    	if(x==right[x]) // edit 3
    		ch[y]=0;
    	else
    	{
    		ch[y]=right[x];
        	del(x);
		}
        --degree[y];
        add(min[H],x);
        fa[x]=0;
        mark[x]=false;
    }

    void CascadingCut(int H,int y)
    {
        int z=fa[y];
        if(z)
        {
            if(mark[y]==false)
                mark[y]=true;
            else
            {
                Cut(H,y,z);
                CascadingCut(H,z);
            }
        }
    }

    void DecreaseKey(int H,int x,ll v)
    {
        assert(v<=val[x]);
        val[x]=v;
        int y=fa[x];
        if(y&&val[x]<val[y])
        {
            Cut(H,x,y);
            CascadingCut(H,y);
        }
        if(val[x]<val[min[H]])
            min[H]=x;
    }

    void Delete(int H,int x)
    {
        DecreaseKey(H,x,-INF);
        ExtractMin(H);
    }
}
using namespace FIB;
using namespace std;

int n,m,s;
vector<pair<int,ll> >g[N];
ll dis[N];
bool inh[N];

int main()
{
//  freopen(".in","r",stdin);
//  freopen(".out","w",stdout);

    read(n),read(m),read(s);
    for(int i=1;i<=m;++i)
    {
        int x=read<int>(),y=read<int>();
        ll w=read<ll>();
        g[x].push_back(make_pair(y,w));
    }

    root=NewHeap();
    fill(dis+1,dis+n+1,INF);
    dis[s]=0;
    Insert(root,newnode(s,0));
    inh[s]=1;
    while(siz[root])
    {
        int x=Minimum(root);
        ExtractMin(root);
        inh[x]=0;
        for(int i=0;i<g[x].size();++i)
        {
            int y=g[x][i].first,w=g[x][i].second;
            if(dis[x]+w<dis[y])
            {
                dis[y]=dis[x]+w;
                if(!inh[y])
                {
                    Insert(root,newnode(y,dis[y]));
                    inh[y]=1;
                }
                else
                    DecreaseKey(root,y,dis[y]);
            }
        }
    }

    for(int i=1;i<=n;++i)
    	printf("%lld ",dis[i]);
    return 0;
}

题意

N个点，M条边的有向图，求点1到点N的最短路（保证存在）。

\(1 \leq N \leq 1000000，1 \leq M \leq 10000000\)

前T条边采用如下方式生成：

1. 初始化x=y=z=0。
2. 重复以下过程T次：
   
   x=(x*rxa+rxc)%rp;
   
   y=(y*rya+ryc)%rp;
   
   a=min(x%n+1,y%n+1);
   
   b=max(y%n+1,y%n+1);
   
   则有一条从a到b的，长度为1e8-100*a的有向边。

分析

B君：想一下出题人怎么造数据卡你。首先把所有边反向，然后及时跳出。那T条边是随机的，我猜它没用，我试着一点一点删掉，最后发现就算不加那T条边还是能AC。

大概是说面向数据编程。得知了这种逆天做法以后，果断试着用hzwer的配对堆水过去。

配对堆……

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<ext/pb_ds/priority_queue.hpp>
#define ll long long
#define pa pair<ll,int>
#define llinf 9000000000000000000LL
using namespace std;
using namespace __gnu_pbds;
typedef __gnu_pbds::priority_queue<pa,greater<pa>,pairing_heap_tag > heap;
int n,m,cnt,last[1000005];
int T,rxa,rxc,rya,ryc,rp;
heap::point_iterator id[1000005];
int x,y,z;
ll dis[1000005];
struct data{int to,next,v;}e[10000005];
inline int read()
{
    int x=0,f=1;char ch=getchar();
    while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    return x*f;
}
void insert(int u,int v,int w)
{
    e[++cnt].to=v;e[cnt].next=last[u];last[u]=cnt;e[cnt].v=w;
}
void dijkstra()
{
    heap q;
    for(int i=1;i<=n;i++)dis[i]=llinf;
    dis[1]=0;id[1]=q.push(make_pair(0,1));
    while(!q.empty())
    {
        int now=q.top().second;q.pop();
        for(int i=last[now];i;i=e[i].next)
            if(e[i].v+dis[now]<dis[e[i].to])
            {
                dis[e[i].to]=e[i].v+dis[now];
                if(id[e[i].to]!=0)
                    q.modify(id[e[i].to],make_pair(dis[e[i].to],e[i].to));
                else id[e[i].to]=q.push(make_pair(dis[e[i].to],e[i].to));
            }
    }
}
int main()
{
    n=read();m=read();
    T=read();rxa=read();rxc=read();rya=read();ryc=read();rp=read();
    int a,b;
    for(int i=1;i<=m-T;i++)
    {
        x=read(),y=read(),z=read();
        insert(x,y,z);
    }
    dijkstra();
    printf("%lld",dis[n]);
    return 0;
}