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圖論最短路之分層圖

一般問題

在圖上,將某一條邊或多條邊進行修改,進而求最短路

變形

包括刪去某一(或多條)條邊(權值變為0),將某一條邊(或多條)減半,將某一條邊進行特殊賦值,求最短路

通用解法

對於k次修改,我們將整張圖複製k次(一般點數和邊數都較小),在單獨的每層圖中,邊權都與原圖相同,不同的是,我們將上下兩層連線起來
如圖(圖片來自洛谷https://www.luogu.com.cn/blog/xiaohou/fen-ceng-tu)

這張圖中將一張圖複製了兩次,即可理解為兩次改變權值,假設我們對圖的修改為將某邊修改為0,一張有向圖中,那麼對於同一層的\(<u_i,v_i>\)其長度等於\(<u_{i-1},v_{i-1}>\)

的長度,但是\(<u_{i-1},v_i>\)長度設為0即可,最後根據建出來的圖跑一遍最短路即可

一道裸題

[BJWC2012]凍結

題目大意

將k條邊變為原來1/2,求最短路

程式碼

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=1e6+10;
int tot=0;
int head[maxn],ver[maxn],next[maxn],dis[maxn];
void add(int x,int y,int z){
	ver[++tot]=y,dis[tot]=z,next[tot]=head[x],head[x]=tot;
}
int n,m,k;
priority_queue<pair<int,int> >q;
bool v[maxn];
int d[maxn];
void dij(int s){
	memset(d,0x3f,sizeof(d));
	d[s]=0;
	q.push(make_pair(0,s));
	while(!q.empty()){
		int x=q.top().second;
		q.pop();
		if(v[x])continue;
		v[x]=1;
		for(int i=head[x];i;i=next[i]){
			int y=ver[i],z=dis[i];
			if(d[y]>d[x]+z){
				d[y]=d[x]+z;
				q.push(make_pair(-d[y],y));
			}	
		}
	}
}

main(){
	scanf("%d%d%d",&n,&m,&k);
	int u,v;int dd;
	for(int i=1;i<=m;i++){
		scanf("%d%d%d",&u,&v,&dd);
		add(u,v,dd);
		add(v,u,dd);
		for(int j=1;j<=k;j++){
			add(u+j*n,v+j*n,dd);
			add(v+j*n,u+j*n,dd);
			add(u+j*n-n,v+j*n,dd/2);
			add(v+j*n-n,u+j*n,dd/2);
		}
		
	}
	
	dij(1);
	for (int i = 1; i <= k; i++)
		d[n] = min(d[n], d[n+n*i]);
	printf("%d\n", d[n]);
}