标签：不为 距离 iostream names 复杂度 ext 有向图 详解 复杂
昨天说的dijkstra固然很好用，但是却解决不了负权边，想要解决这个问题，就要用到Bellman-ford.
我个人认为Bellman-Ford比dijkstra要好理解一些，还是先上数据（有向图）：
7 2 8 3 5 3 -6 4 -3 4 7 5 -2 5 -3
在讲述开，先设几个数组：
origin[i]表示编号为i这条边的起点编号，如origin[4]=2
destination[i]表示编号为i这条边的终点编号，如origin[5]=5
value[i]表示编号为i这条边的权值，如value[3]=-6
dis[i]，和昨天一样，源点到i号点的估计距离，经过不断更新会变成时机距离，就是答案。
bellmanford的实际意义就是扫描一条边，看如果走这条边能不能使这条边的dis[destination[i]],变少，现在我来模拟一下：
初始的dis：[0,∞,∞,∞,∞]
首先从第一条边1 2 8开始，判断走这条边能不能使这条边的终点的dis变短，原本dis[2]=∞，而dis[1]=0,而这条边的权值：value[1]=8，0+8<∞所以将dis[2]更新成8.
dis[0,8,∞,∞,∞]
然后是第二条边，用刚才的方法将dis[3]从∞更新成5.
dis[0,8,5,∞,∞]
第三条2 3 -8，原本的dis[3]=5,如果走第三条边，则dis[3]=dis[2]+value[3]=8+(-6)=2<5,所以dis[3]更新成2.
dis[0,8,2,∞,∞]
以此类推，经过第一轮更新，dis数组如下：
dis[0,8,2,15,0]
但是第一次更新后，并不是最优解于是开始第二次更新。
按照第一次更新的步骤一步一步来得到的答案是
dis[0,8,2,-3,0]
这便是最优解，但是问题来了，一般要更新多少次呢？
n-1次。这样能保证更新出的一定是最优解。
好了，呈上代码：
#include <iostream> #include <algorithm> #include <cmath> #include <cstdio> #include <cstring> #include <cstdlib> using namespace std; int dis[10010]; int origin[10010],destination[10010],value[10010];//刚刚说过的三个数组 int n,m; void Bellman_ford(int a) { memset(dis,88,sizeof(dis));//赋初始值 dis[a]=0; for(int i=1;i<=n-1;i++)//更新n-1次 for(int j=1;j<=m;j++)//更新每一条边 dis[destination[j]]=min(dis[destination[j]],dis[origin[j]]+value[j]);//判断是否更新 } int main() { cin>>n>>m; for(int i=1;i<=m;i++) cin>>origin[i]>>destination[i]>>value[i]; Bellman_ford(1); for(int i=1;i<=n;i++) cout<<dis[i]<<" "; }
有些人可能发现了，很多时候实际上不用更新n-1次，因此我们可以用队列优化：
每次选出队首点，对与队首点链接的所有点的dis进行更新，并加入队列，然后队首点pop出队列，
这个算法最好用邻接表实现，代码如下：
#include <iostream> #include <algorithm> #include <cmath> #include <cstdio> #include <cstring> #include <cstdlib> #include <queue> using namespace std; int dis[10010]; int book[10010]; int origin[10010],destination[10010],value[10010]; int n,m; int total; int next[10010],head[10010]; void adl(int a,int b,int c)//邻接表 { total++; origin[total]=a; destination[total]=b; value[total]=c; next[total]=head[a]; head[a]=total; } void Bellman_ford(int a) { memset(book,0,sizeof(book));//book[i]表示i号点是否在队列里 memset(dis,88,sizeof(dis)); queue <int> q; q.push(a); book[a]=1; dis[a]=0; while(!q.empty())//当队列不为空时更新 { for(int e=head[q.front()];e;e=next[e])//枚举队首点相邻的每一个点 { if(dis[destination[e]]>dis[origin[e]]+value[e]) { dis[destination[e]]=dis[origin[e]]+value[e]; if(book[destination[e]]==0) { q.push(destination[e]);//将更新的这一个点入队 book[destination[e]]=1; } } } q.pop();//弹出队首元素 } } int main() { cin>>n>>m; for(int i=1;i<=m;i++) { int a,b,c; cin>>a>>b>>c; adl(a,b,c); } Bellman_ford(1); for(int i=1;i<=n;i++) cout<<dis[i]<<" "; }
总结一下，bellman_ford的空间复杂度是m时间复杂度是O（nm），经过队列优化，时间复杂度是<=O（nm）。
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原文地址：http://www.cnblogs.com/Dijkstra-Liu/p/7647020.html
