2 条题解

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    @ 2026-6-17 1:56:17

    // 最短路径图+拓扑排序 Dijkstra 算法 O(MlogN)
    #include<bits/stdc++.h>
    #define pii pair<int,int>
    using namespace std;
    
    const int N=1505,M=5005;
    const long long mod=1e9+7;
    int idx,h[N],ne[M],to[M],ww[M];
    void add(int u,int v,int w){
      to[++idx]=v,ww[idx]=w,ne[idx]=h[u],h[u]=idx;
    }
    int n,m;
    int d[N]; bool vis[N];
    long long f[N],g[N],ecnt[M];
    stack<int> st;
    
    void dijkstra(int s){
      memset(vis,0,sizeof(vis));
      memset(d,0x3f,sizeof(d)); d[s]=0;
      memset(f,0,sizeof(f)); f[s]=1;
      priority_queue<pii,vector<pii>,greater<pii> > q;
      q.emplace(0,s);
      while(!q.empty()){
        auto u=q.top().second; q.pop();
        if(vis[u])continue; vis[u]=1;
        st.emplace(u); //用栈记录拓扑序
        for(int i=h[u]; i; i=ne[i]){
          int v=to[i],w=ww[i];
          if(d[v]>d[u]+w){
            d[v]=d[u]+w;
            f[v]=f[u]; //记录从起点到v点的最短路条数
            q.emplace(d[v],v);
          }
          else if(d[v]==d[u]+w)f[v]=(f[u]+f[v])%mod; //更新
        }
      }
    }
    void topo(){
      while(!st.empty()){
        int u=st.top(); st.pop();
        g[u]=1;
        for(int i=h[u]; i; i=ne[i]){ //逆拓扑序DP
          int v=to[i],w=ww[i];
          if(d[v]==d[u]+w){
            ecnt[i]=(ecnt[i]+f[u]*g[v]%mod)%mod; //从起点到u点的最短路条数*从v点到各点(包括v点)的最短路条数
            g[u]=(g[u]+g[v])%mod; //递推从u点到各点的最短路条数
          }
        }
      }
    }
    int main(){
      cin>>n>>m;
      for(int i=1,u,v,w; i<=m; i++)cin>>u>>v>>w,add(u,v,w); 
      
      for(int i=1; i<=n; i++) dijkstra(i),topo();
      for(int i=1; i<=m; i++) cout<<ecnt[i]<<'\n';
    }
    
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      @ 2026-4-21 0:16:43

      首先介绍一个原则:iji→j的最短路径的任意一条子路径uvu→v都是最短路径。

      证明:假设存在一条子路径uvu→v不是最短路径,那么一定能够找到一条更短的uvu→v的路径使iji→j的路径更短。

      根据这个原则,可以得出,在固定源点SS时,存在GG的一个子图GG',使得GG'的每一条边都在SS到其他至少一个点的最短路径上,且GG'以外的边不在SS到任意一个点的最短路径上。这里把GG'称为源点为SSGG最短路图。判断一条边uvu→v是否在最短路图中,只需判断是否dis[u]+val(uv)==dis[v]dis[u]+val(u→v)==dis[v]。其中val(uv)val(u→v)为边uvu→v的长度。

      再介绍一个原则:对于任意边权为正数的图GG和任意源点SS,最短路图GG'上不存在环。

      证明:设存在环u1u2...utu1u_1→u_2→...→u_t→u_1,则有dis[u2]=dis[u1]+val(u1u2)dis[u_2]=dis[u_1]+val(u_1→u_2)dis[u3]=dis[u2]+val(u2u3)dis[u_3]=dis[u_2]+val(u_2→u_3),…,dis[ut]=dis[ut1]+val(ut1ut)dis[u_t]=dis[u_{t-1}]+val(u_{t-1}→u_t)dis[u1]=dis[ut]+val(utu1)dis[u_1]=dis[u_t]+val(u_t→u_1)。由于边权均为正数,所以从上面可以同时得出dis[ut]>dis[u1]dis[u_t]>dis[u_1]dis[ut]<dis[u1]dis[u_t]<dis[u_1]。从这个矛盾得出不存在环。

      回到问题。首先枚举最短路的起点SS,跑SPFA后构造出最短路图。

      由于不存在环,所以这里进行拓扑排序。

      先按照拓扑序,求出任意一个点uuSSuu的最短路径的数目cnt1[u]cnt_1[u]。很显然,cnt1[S]=1cnt_1[S]=1,如果最短路图上存在边uvu→v,则cnt1[v]+=cnt1[u]cnt_1[v]+=cnt_1[u]

      再按照拓扑序的逆序,求出任意一个点uu,在最短路图上以uu为起点的路径条数cnt2[u]cnt_2[u]。容易得到,如果先把每个点的cnt2cnt_2设为11(路径中只包含uu),那么如果最短路图上存在边uvu→v,则cnt2[u]+=cnt2[v]cnt_2[u]+=cnt_2[v]

      统计贡献。对于在最短路图上的一条边uvu→v,贡献为cnt1[u]cnt2[v]cnt_1[u]*cnt_2[v]

      代码:

      #include <cmath>
      #include <cstdio>
      #include <cstring>
      #include <iostream>
      #include <algorithm>
      using namespace std;
      inline int read() {
          int res = 0; bool bo = 0; char c;
          while (((c = getchar()) < '0' || c > '9') && c != '-');
          if (c == '-') bo = 1; else res = c - 48;
          while ((c = getchar()) >= '0' && c <= '9')
              res = (res << 3) + (res << 1) + (c - 48);
          return bo ? ~res + 1 : res;
      }
      const int N = 1505, M = 5005, INF = 0x3f3f3f3f, PYZ = 1e9 + 7;
      int n, m, ecnt, nxt[M], adj[N], st[M], go[M], val[M], dis[M], len, que[M << 1],
      cnt[N], cnt1[N], cnt2[N], H, T, tot, q[N], ans[M];
      bool vis[N], ins[M];
      void add_edge(int u, int v, int w) {
          nxt[++ecnt] = adj[u]; adj[u] = ecnt; st[ecnt] = u; go[ecnt] = v; val[ecnt] = w;
      }
      void spfa(int S) {
          int i; memset(dis, INF, sizeof(dis));
          memset(ins, 0, sizeof(ins));
          dis[que[len = 1] = S] = 0;
          for (i = 1; i <= len; i++) {
              int u = que[i]; vis[u] = 0;
              for (int e = adj[u], v; e; e = nxt[e])
                  if (dis[u] + val[e] < dis[v = go[e]]) {
                      dis[v] = dis[u] + val[e];
                      if (!vis[v]) vis[que[++len] = v] = 1;
                  }
          }
          for (i = 1; i <= m; i++)
              if (dis[st[i]] + val[i] == dis[go[i]])
                  ins[i] = 1;
      }
      void topo(int S) {
          memset(cnt, 0, sizeof(cnt));
          memset(cnt1, 0, sizeof(cnt1));
          memset(cnt2, 0, sizeof(cnt2));
          int i; H = tot = 0; cnt1[que[T = 1] = S] = 1;
          for (i = 1; i <= m; i++) if (ins[i]) cnt[go[i]]++;
          while (H < T) {
              int u = que[++H]; q[++tot] = u;
              for (int e = adj[u], v; e; e = nxt[e]) {
                  if (!ins[e]) continue;
                  v = go[e]; if (!(--cnt[v])) que[++T] = v;
                  (cnt1[v] += cnt1[u]) %= PYZ;
              }
          }
          for (i = tot; i; i--) {
              int u = q[i]; cnt2[u]++;
              for (int e = adj[u], v; e; e = nxt[e]) {
                  if (!ins[e]) continue;
                  (cnt2[u] += cnt2[v = go[e]]) %= PYZ;
              }
          }
      }
      void solve(int S) {
          int i; spfa(S); topo(S);
          for (i = 1; i <= m; i++) if (ins[i])
              (ans[i] += 1ll * cnt1[st[i]] * cnt2[go[i]] % PYZ) %= PYZ;
      }
      int main() {
          int i, x, y, z; n = read(); m = read();
          for (i = 1; i <= m; i++) x = read(), y = read(),
              z = read(), add_edge(x, y, z);
          for (i = 1; i <= n; i++) solve(i);
          for (i = 1; i <= m; i++) printf("%d\n", ans[i]);
          return 0;
      }
      
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      D96 最短路径图+拓扑排序 Dijkstra 算法[HAOI2012] 道路

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