yen算法求k短路c++

时间: 2023-11-25 20:07:23 浏览: 61
下面是使用 Yen算法求K短路的C++代码。其中,我们使用了Dijkstra算法作为最短路径算法的实现。 ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <queue> #include <algorithm> #include <cstring> using namespace std; const int INF = 0x3f3f3f3f; const int MAXN = 100005; const int MAXM = 500005; struct Edge { int to, next, w; } edge[MAXM]; int head[MAXN], edgeNum; int dis[MAXN], vis[MAXN], pre[MAXN]; int n, m, k; void addEdge(int u, int v, int w) { edge[edgeNum].to = v; edge[edgeNum].w = w; edge[edgeNum].next = head[u]; head[u] = edgeNum++; } void dijkstra(int s) { priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int> >, greater<pair<int, int> > > pq; memset(dis, INF, sizeof(dis)); memset(vis, 0, sizeof(vis)); memset(pre, -1, sizeof(pre)); dis[s] = 0; pq.push(make_pair(dis[s], s)); while (!pq.empty()) { int u = pq.top().second; pq.pop(); if (vis[u]) continue; vis[u] = 1; for (int i = head[u]; i != -1; i = edge[i].next) { int v = edge[i].to; if (dis[v] > dis[u] + edge[i].w) { dis[v] = dis[u] + edge[i].w; pre[v] = u; pq.push(make_pair(dis[v], v)); } } } } vector<int> Astar(int s, int t, int k) { priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int> >, greater<pair<int, int> > > pq; vector<int> res; if (s == t) return res; pq.push(make_pair(0, s)); int cnt = 0; while (!pq.empty()) { cnt++; if (cnt > 1000000) break; int g = pq.top().first; int u = pq.top().second; pq.pop(); if (u == t) { res.push_back(g); if (res.size() == k) return res; } for (int i = head[u]; i != -1; i = edge[i].next) { int v = edge[i].to; if (v == pre[u]) continue; pq.push(make_pair(g + edge[i].w + dis[v] - dis[u], v)); } } return res; } void Yen(int s, int t, int K) { vector<vector<int> > paths(K, vector<int>()); vector<int> candidates; dijkstra(s); if (dis[t] == INF) return; candidates = Astar(s, t, 1); for (int k = 0; k < K && !candidates.empty(); k++) { int w = candidates.back(); candidates.pop_back(); paths[k].push_back(s); for (int i = t; i != -1; i = pre[i]) paths[k].push_back(i); reverse(paths[k].begin(), paths[k].end()); for (int i = 0; i < paths[k].size() - 1; i++) { int u = paths[k][i]; int v = paths[k][i + 1]; for (int j = head[u]; j != -1; j = edge[j].next) { if (edge[j].to == v && edge[j].w == w) { edge[j].w = INF; break; } } } dijkstra(s); candidates = Astar(s, t, 1); } for (int i = 0; i < K; i++) { if (paths[i].empty()) break; cout << "Path " << i + 1 << ": "; for (int j = 0; j < paths[i].size(); j++) cout << paths[i][j] << " "; cout << endl; } } int main() { memset(head, -1, sizeof(head)); cin >> n >> m >> k; for (int i = 0; i < m; i++) { int u, v, w; cin >> u >> v >> w; addEdge(u, v, w); } Yen(1, n, k); return 0; } ``` 其中,dijkstra()函数是使用堆优化的Dijkstra算法实现,Astar()函数是A*算法实现,Yen()函数是Yen算法的具体实现。在Yen()函数中,我们首先使用Dijkstra算法求出起点到终点的最短路径,并使用A*算法求出第一条最短路,然后对于每条路径,我们找出其路径上的边,并将其权值设为无穷大,再次使用Dijkstra算法求出起点到终点的最短路径,并使用A*算法求出新的最短路。重复上述步骤,直到找到K条不同的最短路或者无法找到更多的可行路径为止。

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