给定一个 n 个点 m 条边的有向图,图中可能存在重边和自环。
所有边的长度都是 1,点的编号为 1∼n。
请你求出 1 号点到 n 号点的最短距离,如果从 1 号点无法走到 n 号点,输出 −1。
输入格式
第一行包含两个整数 n 和 m。
接下来 m 行,每行包含两个整数 a 和 b,表示存在一条从 a 走到 b 的长度为 1 的边。
输出格式
输出一个整数,表示 1 号点到 n 号点的最短距离。
数据范围
1≤n,m≤105
输入样例:
4 5
1 2
2 3
3 4
1 3
1 4
输出样例:
1
我们知道广度优先遍历能求最短距离,所以这题判断1号节点能否到n号节点 的 最短距离,广度优先遍历即可。
思路步骤:
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用 d 数组保存1号节点到各个节点的距离,初始时,都是 -1。
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用 st 数组标记各个节点有没有走到过。
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从 1 号节点开始,广度优先遍历:
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1 号节点入队列,dist[1] 的值更新为 0。
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如果队列非空,就取出队头,找到队头节点能到的所有节点。如果队头节点能到走到的节点没有标记过,就将节点的dist值更新为队头的dist值+1,然后入队。
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重复步骤 2 直到队列为空。
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这个时候,d 数组中就存储了 1 号节点到各个节点的距离了。如果距离是无穷大,则不能到达,输出 -1,如果距离不是无穷大,则能到达,输出距离。
图的存储: 邻接表, 单链表形式
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用 h 数组保存各个节点能到的第一个节点的编号。开始时,h[i] 全部为 -1。
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用 e 数组保存节点编号,ne 数组保存 e 数组对应位置的下一个节点所在的索引。
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用 idx 保存下一个 e 数组中,可以放入节点位置的索引
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插入边使用的头插法,例如插入:a->b。首先把b节点存入e数组,e[idx] = b。然后 b 节点的后继是h[a],ne[idx] = h[a]。最后,a 的后继更新为 b 节点的编号,h[a] = idx,索引指向下一个可以存储节点的位置,idx ++ 。
下面代码看似有一丢丢长,实际上的核心代码就6行。所以说需要牢记
code:
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <queue>
using namespace std;
const int N = 100010;
int n, m;
int h[N], e[N], ne[N], idx; //邻接表数据结构
int d[N]; //存储节点1到n的距离
void add(int a, int b) // 邻接表存储模版
{
e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx ++;
}
int bfs()
{
memset(d, -1, sizeof d); // 初始化距离
queue<int> q;
d[1] = 0; // 初始化节点1的距离为0
q.push(1); // 放入初始化条件
while(q.size())
{
int t = q.front(); // 取出队头
q.pop();
//=============================================================================================
// ne[i]上的点都是与i节点距离为1的点
for(int i = h[t]; i != -1; i = ne[i]) //遍历所有t节点能到的点,i为节点索引
{
// 向外走一步
int j = e[i]; //通过索引i得到t能到的节点编号
if(d[j] == -1) //如果没有遍历过
{
d[j] = d[t] + 1; // 因为路径长度都是1,所以直接在上一步的基础上加上1即可
q.push(j); // 将j加到队列中
}
}
}
return d[n];
//=================================================================================================
}
int main()
{
cin >> n >> m;
memset(h, -1, sizeof h);
for(int i =0; i < m; i ++)
{
int a, b;
cin >> a >> b;
add(a, b);
}
cout << bfs() << endl;
return 0;
}