Johnson 全源最短路径算法
简单来说就是 spfa 与 dijkstra 连用
我们新建一个虚拟节点(在这里我们就设它的编号为
接下来用
假如存在一条从
接下来以每个点为起点,跑
一开始的
负环判断中存在的常见误区
需要注意的是,以点为源点跑 算法时,如果没有给出存在负环的结果,只能说明从 点出发不能抵达一个负环,而不能说明图上不存在负环。
因此如果需要判断整个图上是否存在负环,最严谨的做法是建立一个超级源点,向图上每个节点连一条权值为
的边,然后以超级源点为起点执行 算法。
1 【模板】全源最短路(Johnson)
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define pll pair<int,int>
#define int long long
const int inf = 1e9;
int n, m;
struct {
int v, w, next;
} a[10010];
int head[5010], dis[5010], h[5010], cnt[5010];
bool vis[5010];
int edge;
void add(int u, int v, int w) {
a[++edge].v = v;
a[edge].w = w;
a[edge].next = head[u];
head[u] = edge;
}
bool spfa() {
memset(h, 0x3f, sizeof h);
queue<int> q;
h[0] = 0;
vis[0] = 1;
q.push(0);
while (q.size()) {
int u = q.front();
q.pop();
vis[u] = 0;
for (int i = head[u]; i;i = a[i].next) {
int v = a[i].v, w = a[i].w;
if (h[v] > h[u] + w) {
h[v] = h[u] + w;
if (!vis[v]) {
vis[v] = true;
q.push(v);
cnt[v]++;
if (cnt[v] > n)
return false;
}
}
}
}
return true;
}
void dijkstra(int s) {
priority_queue<pll, vector<pll>, greater<pll>> q;
for (int i = 1; i <= n;i++)
dis[i] = inf;
memset(vis, 0, sizeof vis);
dis[s] = 0;
q.push({0, s});
while (q.size()) {
pll t = q.top();
q.pop();
int u = t.second;
if (vis[u])
continue;
vis[u] = true;
for (int i = head[u]; i;i = a[i].next) {
int v = a[i].v;
if (dis[v] > dis[u] + a[i].w) {
dis[v] = dis[u] + a[i].w;
q.push({dis[v], v});
}
}
}
}
signed main() {
ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(nullptr);
cin >> n >> m;
while (m--) {
int u, v, w;
cin >> u >> v >> w;
add(u, v, w);
}
for (int i = 1; i <= n;i++)
add(0, i, 0);
if (!spfa()) {
cout << "-1" << endl;
return 0;
}
for (int u = 1; u <= n;u++)
for (int i = head[u]; i;i = a[i].next)
a[i].w += h[u] - h[a[i].v];
for (int i = 1; i <= n;i++) {
dijkstra(i);
int ans = 0;
for (int j = 1; j <= n;j++) {
if (dis[j] == inf)
ans += j * inf;
else
ans += j * (dis[j] + h[j] - h[i]);
}
cout << ans << endl;
}
}