Cod sursa(job #2808177)

Utilizator truscalucaLuca Trusca truscaluca Data 24 noiembrie 2021 18:09:25
Problema Algoritmul lui Dijkstra Scor 100
Compilator cpp-64 Status done
Runda Arhiva educationala Marime 16.08 kb
#include <iostream>
#include <list>
#include <queue>
#include <vector>
#include <stack>
#include <fstream>
#include <map>
#include <set>
#include <algorithm>
#include <climits>

const int nMax = 100005;

using namespace std;

class DisjointSet {
private:
    int m_parinte[nMax] = {}, m_dimensiune[nMax] = {};

public:
    explicit DisjointSet(int n) {
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            m_parinte[i] = i;
            m_dimensiune[i] = 1;
        }
    }

    int cauta(int x) {
        while (x != m_parinte[x]) {
            x = m_parinte[x];
        }
        return x;
    }

    void uneste(int x, int y) {
        int parinteX = cauta(x), parinteY = cauta(y);

        // Uneste arborele mai mic la arborele mai mare, pentru o complexitate mai buna
        if (m_dimensiune[parinteX] >= m_dimensiune[parinteY]) {
            m_parinte[parinteY] = parinteX;
            m_dimensiune[parinteX] += m_dimensiune[parinteY];
        } else {
            m_parinte[parinteX] = parinteY;
            m_dimensiune[parinteY] += m_dimensiune[parinteX];
        }
    }
};

class Graf {
private:
    int m_n, m_m;
    vector<int> m_listAd[nMax];
    vector<pair<int, int>> m_ponderatListaAd[nMax];
    vector<vector<int>> m_listaMuchii;
    vector<pair<int, pair<int, int>>> m_listaMuchiiPonderat;

//    // DFS - https://www.infoarena.ro/problema/dfs
//    bool m_dfsViz[nMax] = {};
//
//    // BFS - https://www.infoarena.ro/problema/bfs
//    int m_bfsDist[nMax] = {};
//    queue<int> m_bfsQueue;
//
//    // CTC - https://www.infoarena.ro/problema/ctc
//    int m_ctcId[nMax] = {}, m_ctcLow[nMax] = {}, m_ctcUltId = 0;
//    bool m_ctcPeStiva[nMax] = {};
//    list<list<int>> m_ctc;
//    stack<int> m_ctcStack;
//
//    // Componente biconexe - https://www.infoarena.ro/problema/biconex
//    list<list<int>> m_biconexComps;
//    stack<int> m_biconexStack;
//    int m_biconexLow[nMax] = {};
//
//    // Muchii critice - https://leetcode.com/problems/critical-connections-in-a-network/
//    map<pair<int, int>, bool> m_criticeToRemove;
//    vector<vector<int>> m_critice;
//    int m_criticeLow[nMax] = {}; // Id-ul nodului minim in care te poti intoarce din nodul i
//
//    // Arbore partial de cost minim - https://www.infoarena.ro/problema/apm
//    int m_apcmCost = 0;
//    vector<pair<int, int>> m_apcmResult;
//
//    // Bellman-Ford - https://infoarena.ro/problema/bellmanford
//    vector<int> m_bellmanDist = vector<int>(nMax, INT_MAX);
//    int m_bellmanPuneriInCoada[nMax] = {}, m_bellmanInQueue[nMax] = {};
//    queue<int> m_bellmanQueue;
//    bool m_bellmanCircuitCostNegativ = false;

    // Dijkstra - https://infoarena.ro/problema/dijkstra


//    // ---------------- Functii private ----------------
//    void orientatCtcDFS(int x) {
//        m_ctcStack.push(x);
//        m_ctcPeStiva[x] = true;
//        m_ctcId[x] = m_ctcLow[x] = ++m_ctcUltId;
//
//        for (auto y: m_listAd[x]) {
//            // Nu am explorat nodul pana acum (neavand vreun id)
//            if (m_ctcId[y] == 0) {
//                orientatCtcDFS(y);
//            }
//
//            // Am intalnit un nod care inca nu a fost atribuit unei componente conexe.
//            // Poate nodul curent face parte din viitoarea componenta conexa, a carei (posibila) sursa
//            // a fost gasita de y.
//            if (m_ctcPeStiva[y]) {
//                m_ctcLow[x] = min(m_ctcLow[x], m_ctcLow[y]);
//            }
//        }
//
//        // Am ajuns la nodul de start al ctc-ului explorat in prezent
//        if (m_ctcId[x] == m_ctcLow[x]) {
//            list<int> compCurr;
//            while (true) {
//                auto y = m_ctcStack.top();
//                m_ctcStack.pop();
//
//                m_ctcPeStiva[y] = false;
//                compCurr.push_back(y);
//
//                if (y == x) break;
//            }
//            m_ctc.push_back(compCurr);
//        }
//    }
//
//    void neorientatBiconexAdd(int x, int y) {
//        // Creeaza o noua componenta pentru afisare
//        list<int> comp;
//
//        // Adauga in componenta toate nodurile pana la y, inclusiv y
//        while (m_biconexStack.top() != y) {
//            comp.push_back(m_biconexStack.top());
//            m_biconexStack.pop();
//        }
//        comp.push_back(y);
//        m_biconexStack.pop();
//
//        // Adauga in componenta si pe x, separat (in caz ca e un gap in stack intre y si x)
//        // ^ gap-ul poate aparea daca intalnim mai multe componente biconexe ce se intorc in acelasi nod
//        comp.push_back(x);
//
//        m_biconexComps.push_back(comp);
//    }
//
//    void neorientatBiconexDfs(int x, int prev, int id) {
//        // Initializam low-ul (nodul cel mai de sus din parcurgerea DFS in care putem ajunge)
//        // si punem nodul curent pe stack
//        m_biconexLow[x] = id;
//        m_biconexStack.push(x);
//
//        for (auto y: m_listAd[x]) {
//            // Ignoram cazul in care ne intoarcem din nodul in care am plecat
//            if (y == prev) continue;
//
//            // Nodul y nu a fost vizitat => viziteaza-l
//            if (!m_biconexLow[y]) {
//                // Viziteaza-l si actualizeaza low
//                neorientatBiconexDfs(y, x, id + 1);
//                m_biconexLow[x] = min(m_biconexLow[x], m_biconexLow[y]);
//
//                // Am ajuns la originea ciclului / am dat peste un nod de mai jos din parcurgerea
//                // DFS la care nu mai putem ajunge altfel (=> componenta biconexa)
//                if (m_biconexLow[y] >= id) {
//                    neorientatBiconexAdd(x, y);
//                }
//            }
//                // Nodul y a fost vizitat => doar actualizeaza min-ul in caz ca e nevoie,
//                // fara sa risti sa afisezi o componenta biconexa de doua ori
//            else {
//                m_biconexLow[x] = min(m_biconexLow[x], m_biconexLow[y]);
//            }
//        }
//    }
//
//    void neorientatMuchiiCriticeDfs(int x, int prev, int id) {
//        m_criticeLow[x] = id;
//
//        for (auto y: m_listAd[x]) {
//            // Nu te intoarce in nodul din care ai plecat
//            if (y == prev) continue;
//
//            // Ruleaza DFS in continuare, cu un id mai mare
//            if (m_criticeLow[y] == 0) neorientatMuchiiCriticeDfs(y, x, id + 1);
//
//            // Nodul vizitat din cel curent face parte dintr-un ciclu,
//            // asa ca trebuie sa excludem muchia x-y
//            if (m_criticeLow[y] < id + 1) {
//                m_criticeToRemove[{x, y}] = m_criticeToRemove[{y, x}] = true;
//            }
//
//            // Actualizeaza low-ul nodului curent
//            m_criticeLow[x] = min(m_criticeLow[x], m_criticeLow[y]);
//        }
//    }

public:
    // ---------------- Interfata publica ----------------
    explicit Graf(int n = 0, int m = 0) : m_n(n), m_m(m) {}


    /*************** Algoritmi generali ***************/
//    void ponderatCitesteListaMuchii(ifstream &in) {
//        for (int i = 0; i < m_m; i++) {
//            int x, y, c;
//            in >> x >> y >> c;
//            m_listaMuchiiPonderat.push_back({c, {x, y}});
//        }
//    }
//
//    void DFS(int k) {
//        m_dfsViz[k] = true;
//
//        for (auto x: m_listAd[k]) {
//            if (!m_dfsViz[x]) {
//                DFS(x);
//            }
//        }
//    }
//
//    const auto &BFS(int start) {
//        m_bfsQueue.push(start);
//        m_bfsDist[start] = 1;
//
//        while (!m_bfsQueue.empty()) {
//            int curr = m_bfsQueue.front();
//            m_bfsQueue.pop();
//
//            for (auto i: m_listAd[curr]) {
//                if (m_bfsDist[i] == 0) {
//                    m_bfsDist[i] = m_bfsDist[curr] + 1;
//                    m_bfsQueue.push(i);
//                }
//            }
//        }
//        return m_bfsDist;
//    }
//
//    static bool potiConstruiGraf(vector<int> grade) {
//        // Algoritmul Havel-Hakimi
//        while (true) {
//            sort(grade.begin(), grade.end(), greater<int>());
//
//            if (grade[0] == 0) break;
//            if (grade[0] > grade.size() - 1) return false;
//
//            int maxVal = grade[0];
//            for (int i = 1; i <= maxVal; i++) {
//                grade[0]--;
//                grade[i]--;
//                if (grade[i] < 0) return false;
//            }
//        }
//
//        return true;
//    }
//
//    void construiesteApcm() {
//        // Algoritmul lui Kruskal: luam muchiile cu cel mai mic cost, cat timp nu
//        // se creeaza cicluri.
//        sort(m_listaMuchiiPonderat.begin(), m_listaMuchiiPonderat.end());
//
//        // Foloseste un disjoint set pentru a sti daca muchia de la x la y va crea
//        // un ciclu (valoarea fiecarui nod reprezentand componenta conexa din care
//        // face parte).
//        DisjointSet ds(m_n);
//
//        for (auto &m: m_listaMuchiiPonderat) {
//            int c = m.first, x = m.second.first, y = m.second.second;
//            if (ds.cauta(x) != ds.cauta(y)) {
//                ds.uneste(x, y);
//
//                // Adauga la rezultat muchia gasita
//                m_apcmCost += c;
//                m_apcmResult.push_back({x, y});
//            }
//        }
//    }
//
//    const auto &getApcmResult() {
//        return m_apcmResult;
//    }
//
//    auto getApcmCost() {
//        return m_apcmCost;
//    }
//
//    /*************** Grafuri neorientate ***************/
//    void neorientatCitesteListaMuchii(ifstream &in) {
//        for (int i = 0; i < m_m; i++) {
//            int x, y;
//            in >> x >> y;
//            m_listaMuchii.push_back({x, y});
//        }
//    }
//
//    void neorientatListaMuchiiToListaAdiacenta() {
//        for (auto &e: m_listaMuchii) {
//            m_listAd[e[0]].push_back(e[1]);
//            m_listAd[e[1]].push_back(e[0]);
//        }
//    }
//
//    void neorientatCitesteListaAdiacenta(ifstream &in) {
//        for (int i = 0; i < m_m; i++) {
//            int x, y;
//            in >> x >> y;
//            m_listAd[x].push_back(y);
//            m_listAd[y].push_back(x);
//        }
//    }
//
//    int neorientatNrCompConexe() {
//        int nrComp = 0;
//        for (int i = 1; i <= m_n; i++) {
//            if (!m_dfsViz[i]) {
//                nrComp++;
//                DFS(i);
//            }
//        }
//        return nrComp;
//    }
//
//    const auto &neorientatBiconexe() {
//        for (int i = 1; i <= m_n; i++) {
//            if (!m_biconexLow[i]) {
//                neorientatBiconexDfs(i, -1, 1);
//            }
//        }
//        return m_biconexComps;
//    }
//
//    const auto &neorientatMuchiiCritice() {
//        neorientatMuchiiCriticeDfs(0, -1, 1);
//
//        // In rezultat, punem muchiile ce nu au fost marcate ca trebuind sa fie sterse
//        for (auto &e: m_listaMuchii) {
//            if (!m_criticeToRemove[{e[0], e[1]}]) {
//                m_critice.push_back(e);
//            }
//        }
//
//        return m_critice;
//    }
//
//
//    /*************** Grafuri orientate ***************/
//    void orientatCitesteListaAdiacenta(ifstream &in) {
//        for (int i = 0; i < m_m; i++) {
//            int x, y;
//            in >> x >> y;
//            m_listAd[x].push_back(y);
//        }
//    }

    void orientatPonderatCitesteListaAdiacenta(ifstream &in) {
        for (int i = 0; i < m_m; i++) {
            int x, y, c;
            in >> x >> y >> c;
            m_ponderatListaAd[x].push_back({y, c});
        }
    }

//    const auto &orientatCtc() {
//        // Algoritmul lui Tarjan
//        for (int i = 1; i <= m_n; i++) {
//            // Nu am explorat nodul pana acum (neavand vreun id)
//            if (m_ctcId[i] == 0) {
//                orientatCtcDFS(i);
//            }
//        }
//        return m_ctc;
//    }
//
//    void orientatRuleazaBellmanFord(int start) {
//        // Gaseste graful de costuri minime, plecand din start la celelalte n-1 noduri.
//        // Putem avea circuit de cost negativ -> va fi detectat.
//
//        // Incepem cu optimizarile plecand din nodul de start
//        m_bellmanQueue.push(start);
//        m_bellmanDist[start] = 0;
//        m_bellmanInQueue[start] = true;
//        m_bellmanPuneriInCoada[start] = 1;
//
//        // Ne oprim cand nu mai avem nimic de optimizat / am gasit un circuit cu cost negativ
//        while (!m_bellmanQueue.empty() && !m_bellmanCircuitCostNegativ) {
//            int x = m_bellmanQueue.front();
//            m_bellmanQueue.pop();
//
//            // Marcam nodul curent ca ne mai fiind in queue
//            m_bellmanInQueue[x] = false;
//
//            // Luam toate arcele la rand si incercam sa optimizam distante, folosindu-le
//            for (auto &e: m_ponderatListaAd[x]) {
//                int y = e.first, c = e.second;
//
//                // Am gasit un arc (de la x la y) ce optimizeaza costul lui y (= obtinem
//                // o distanta mai mica din start->y daca mergem prin x)
//                if (m_bellmanDist[y] > m_bellmanDist[x] + c) {
//                    m_bellmanDist[y] = m_bellmanDist[x] + c;
//
//                    // Daca y nu e deja in coada, pune-l (facem verificarea ca sa nu
//                    // il adaugam de mai multe ori in coada), pentru ca, optimizand
//                    // distanta pana la el, putem optimiza distante si plecand din el.
//                    if (!m_bellmanInQueue[y]) {
//                        m_bellmanQueue.push(y);
//                        m_bellmanInQueue[y] = true;
//
//                        // Numara de cate ori au fost puse in coada nodurile. Daca un nod
//                        // a fost pus de >= n ori (=> n optimizari), inseamna ca am gasit
//                        // un circuit de cost negativ.
//                        m_bellmanPuneriInCoada[y]++;
//                        if (m_bellmanPuneriInCoada[y] >= m_n) {
//                            m_bellmanCircuitCostNegativ = true;
//                        }
//                    }
//                }
//            }
//        }
//    }
//
//    bool circuitNegativBellmanFord() {
//        return m_bellmanCircuitCostNegativ;
//    }
//
//    const auto &getBellmanFordDists() {
//        return m_bellmanDist;
//    }

    vector<int> m_dijkstraDist = vector<int>(nMax, INT_MAX);
    set<pair<int, int>> m_dijkstraMinSet; // "min".. doar e un ordered set (crescator)

    const auto &orientatRuleazaDijkstra(int start) {
        // Incepem algoritmul din nodul de start
        m_dijkstraDist[start] = 0;
        // Punem in set perechea {0, [nod start]}, 0 fiind distanta de la start pana la el insusi
        m_dijkstraMinSet.insert({0, start});

        while (!m_dijkstraMinSet.empty()) {
            // Procesam nodul de la distanta cea mai mica fata de start
            auto x = m_dijkstraMinSet.begin()->second;
            m_dijkstraMinSet.erase(m_dijkstraMinSet.begin());

            for (auto &e: m_ponderatListaAd[x]) {
                auto y = e.first, c = e.second;

                // Obtinem un drum mai scurt (fata de cel gasit) daca trecem prin x
                if (m_dijkstraDist[y] > m_dijkstraDist[x] + c) {
                    // Nodul y e deja marcat ca trebuind sa fie procesat => il scoatem din set, ca sa il readaugam
                    // cu noua distanta, mai mica (ca sa nu pierdem timp incercand sa-l optimizam cu distanta veche
                    // mai tarziu) -- 90p->100p
                    if (m_dijkstraMinSet.count({m_dijkstraDist[y], y}) > 0) {
                        m_dijkstraMinSet.erase(m_dijkstraMinSet.find({m_dijkstraDist[y], y}));
                    }

                    // Actualizam distanta lui y si il punem la (re)procesat
                    m_dijkstraDist[y] = m_dijkstraDist[x] + c;
                    m_dijkstraMinSet.insert({m_dijkstraDist[y], y});
                }
            }
        }

        return m_dijkstraDist;
    }
};

int main() {
    // Input rapid
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);

    // I/O
    ifstream in("dijkstra.in");
    ofstream out("dijkstra.out");

    int n, m;
    in >> n >> m;

    Graf g(n, m);
    g.orientatPonderatCitesteListaAdiacenta(in);
    in.close();

    const auto &dists = g.orientatRuleazaDijkstra(1);
    for (int i = 2; i <= n; i++) {
        out << ((dists[i] != INT_MAX) ? dists[i] : 0) << " ";
    }

    out.close();
    return 0;
}