C++ 中訪問所有節點的最短路徑


假設我們有一個具有 N 個節點的無向連通圖,這些節點標記為 0、1、2、...、N-1。圖的長度將為 N,並且在列表 graph[i] 中,j 與 i 不相同,當且僅當節點 i 和 j 相連時。我們必須找到訪問每個節點的最短路徑的長度。我們可以從任何節點開始和停止,可以多次重新訪問節點,並且可以重複使用邊。

因此,如果輸入類似於 [[1],[0,2,4],[1,3,4],[2],[1,2]],則輸出將為 4。現在,這裡一條可能的路徑是 [0,1,4,2,3]。

為了解決這個問題,我們將遵循以下步驟:

  • 定義一個佇列

  • n := 圖的大小

  • req := 2^(n - 1)

  • 定義一個對映

  • 初始化 i := 0,當 i < n 時,更新(i 加 1),執行:

    • 將 {0 OR (2^i), i} 插入 q

  • 如果 n 等於 1,則:

    • 返回 0

  • 初始化 lvl := 1,當 q 不為空時,更新(lvl 加 1),執行:

    • sz := q 的大小

    • 當 sz 不為零時,每次迭代 sz 減 1,執行:

      • 定義一個數組 curr = q 的首元素

      • 從 q 中刪除元素

      • 初始化 i := 0,當 i < graph[curr[1]] 的大小時,更新(i 加 1),執行:

        • u := graph[curr[1], i]

        • newMask := (curr[0] OR 2^u)

        • 如果 newMask 等於 req,則:

          • 返回 lvl

        • 如果呼叫 visited[u] 的 count(newMask),則:

          • 忽略以下部分,跳過到下一次迭代

        • 將 newMask 插入 visited[u]

        • 將 {newMask, u} 插入 q

  • 返回 -1

讓我們看看以下實現以獲得更好的理解:

示例

 線上演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
void print_vector(vector<auto> v){
   cout << "[";
   for(int i = 0; i<v.size(); i++){
      cout << v[i] << ", ";
   }
   cout << "]"<<endl;
}
class Solution {
   public:
   int shortestPathLength(vector<vector<int> >& graph){
      queue<vector<int> > q;
      int n = graph.size();
      int req = (1 << n) - 1;
      map<int, set<int> > visited;
      for (int i = 0; i < n; i++) {
         q.push({ 0 | (1 << i), i });
      }
      if (n == 1)
      return 0;
      for (int lvl = 1; !q.empty(); lvl++) {
         int sz = q.size();
         while (sz--) {
            vector<int> curr = q.front();
            q.pop();
            for (int i = 0; i < graph[curr[1]].size(); i++) {
               int u = graph[curr[1]][i];
               int newMask = (curr[0] | (1 << u));
               if (newMask == req)
                  return lvl;
               if (visited[u].count(newMask))
               continue;
               visited[u].insert(newMask);
               q.push({ newMask, u });
            }
         }
      }
      return -1;
   }
};
main(){
   Solution ob;
   vector<vector<int>> v = {{1},{0,2,4},{1,3,4},{2},{1,2}};
   cout << (ob.shortestPathLength(v));
}

輸入

{{1},{0,2,4},{1,3,4},{2},{1,2}}

輸出

4

更新於: 2020-06-04

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