邻接表建数或图

  1. 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。

  2. 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。

  3. 用 idx 保存下一个 e 数组中,可以放入节点位置的索引

  4. 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 ++ 。

//邻接表
int h[N], e[N * 2], ne[N * 2], idx;

void add(int a, int b) {
    e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx++;
}

树或图的DFS

bool st[N];

// 需要标记数组st[N],  遍历节点的每个相邻的便
void dfs(int u) {
    st[u] = true; // 标记一下,记录为已经被搜索过了,下面进行搜索过程
    for (int i = h[u]; i != -1; i = ne[i]) {
        int j = e[i];
        if (!st[j]) {
            dfs(j);
        }
    }
}

树或图的BFS

经典例题:图中点的层次

给定一个 n𝑛 个点 m𝑚 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 11,点的编号为 1∼n1∼𝑛

请你求出 11 号点到 n𝑛 号点的最短距离,如果从 11 号点无法走到 n𝑛 号点,输出 −1−1

输入格式

第一行包含两个整数 n𝑛m𝑚

接下来 m𝑚 行,每行包含两个整数 a𝑎b𝑏,表示存在一条从 a𝑎 走到 b𝑏 的长度为 11 的边。

输出格式

输出一个整数,表示 11 号点到 n𝑛 号点的最短距离。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <queue>
using namespace std;

const int N = 100010;

int h[N],ne[N], e[N], idx;//邻接表数据结构
int dist[N];//存储距离
int st[N];//标记点是否走到过
int n, m;

void add(int a, int b)//邻接表存储图
{
    e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx++;
}

void bfs()
{
    memset(dist, 0x3f, sizeof(dist));//初始都没有走到过,距离无穷大
    dist[1] = 0;//从1号节点开始,距离为0
    queue<int> q;//队列
    q.push(1);//1号节点入队列
    st[1] = 1;//1到1的距离为0,已经求出
    while(q.size())//对列非空,就一直往后搜索
    {
        int t = q.front();//队头出队,找该点能到的点
        q.pop();
        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
        {
            int j = e[i];//通过索引i得到t能到的节点编号
            if(!st[j])//如果没有遍历过
            {
                dist[j] = dist[t] + 1;//距离为t号节点的距离+1
                q.push(j);//节点入队
                st[j] = 1;//入队后标记,已经遍历过了
            }
        }
    }
}

int main()
{
    cin >> n >>m;
    memset(h, -1, sizeof h);//初始化,所有节点没有后继,后继都是-1
    for(int i = 0; i < m; i++)//读入所有边
    {
        int a, b;
        cin >> a >> b;
        add(a, b);//加入邻接表
    }
    bfs();//广度优先遍历

    cout << (dist[n] == 0x3f3f3f3f ? -1 : dist[n]);//如果到n号节点的距离不是无穷大,输出距离,如果是无穷大,输出-1.
    return 0;
}

思路:

  1. 用 dist 数组保存1号节点到各个节点的距离,初始时,都是无穷大。

  2. 用 st 数组标记各个节点有没有走到过。

  3. 从 1 号节点开始,广度优先遍历:

  4. 1 号节点入队列,dist[1] 的值更新为 0。

  5. 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。

  6. 重复步骤 2 直到队列为空。

  7. 这个时候,dist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。