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#include "graph/shortest-path/dijkstra.hpp"負辺のないグラフで単一始点全点間最短路を求めるアルゴリズム。各地点でもっとも近い頂点から距離が確定していく。距離順でソートされたヒープを用いると、効率よく距離を確定していくことができる。
ShortestPath<T> dijkstra(const Graph<T>& g, int s)
重み付きグラフ g で、頂点 s から全点間の最短コストを求める。dist には最短コスト(到達できないとき型の最大値)、from にはその頂点の直前に訪れた頂点(頂点 s または到達できない頂点は $-1$)、id はその頂点の直前に使った辺番号が格納される。
#pragma once
#include <functional>
#include <limits>
#include <queue>
#include <tuple>
#include <utility>
#include <vector>
#include "../graph-template.hpp"
/**
* @brief Dijkstra(単一始点最短路)
*
*/
template <typename T>
struct ShortestPath {
std::vector<T> dist;
std::vector<int> from, id;
};
template <typename T>
ShortestPath<T> dijkstra(const Graph<T>& g, int s) {
const auto INF = std::numeric_limits<T>::max();
std::vector<T> dist(g.size(), INF);
std::vector<int> from(g.size(), -1), id(g.size(), -1);
using Pi = std::pair<T, int>;
std::priority_queue<Pi, std::vector<Pi>, std::greater<> > que;
dist[s] = 0;
que.emplace(dist[s], s);
while (!que.empty()) {
T cost;
int idx;
std::tie(cost, idx) = que.top();
que.pop();
if (dist[idx] < cost) continue;
for (auto& e : g[idx]) {
auto next_cost = cost + e.cost;
if (dist[e.to] <= next_cost) continue;
dist[e.to] = next_cost;
from[e.to] = idx;
id[e.to] = e.idx;
que.emplace(dist[e.to], e.to);
}
}
return {dist, from, id};
}
#line 2 "graph/shortest-path/dijkstra.hpp"
#include <functional>
#include <limits>
#include <queue>
#include <tuple>
#include <utility>
#include <vector>
#line 2 "graph/graph-template.hpp"
#include <cstddef>
#include <iostream>
#line 6 "graph/graph-template.hpp"
template <typename T = int>
struct Edge {
int from, to;
T cost;
int idx;
Edge() = default;
Edge(int from, int to, T cost = 1, int idx = -1)
: from(from), to(to), cost(cost), idx(idx) {}
operator int() const { return to; }
};
template <typename T = int>
struct Graph {
std::vector<std::vector<Edge<T> > > g;
int es;
Graph() = default;
explicit Graph(int n) : g(n), es(0) {}
std::size_t size() const { return g.size(); }
void add_directed_edge(int from, int to, T cost = 1) {
g[from].emplace_back(from, to, cost, es++);
}
void add_edge(int from, int to, T cost = 1) {
g[from].emplace_back(from, to, cost, es);
g[to].emplace_back(to, from, cost, es++);
}
void read(int M, int padding = -1, bool weighted = false,
bool directed = false) {
for (int i = 0; i < M; i++) {
int a, b;
std::cin >> a >> b;
a += padding;
b += padding;
T c = T(1);
if (weighted) std::cin >> c;
if (directed)
add_directed_edge(a, b, c);
else
add_edge(a, b, c);
}
}
inline std::vector<Edge<T> >& operator[](const int& k) { return g[k]; }
inline const std::vector<Edge<T> >& operator[](const int& k) const {
return g[k];
}
};
template <typename T = int>
using Edges = std::vector<Edge<T> >;
#line 11 "graph/shortest-path/dijkstra.hpp"
/**
* @brief Dijkstra(単一始点最短路)
*
*/
template <typename T>
struct ShortestPath {
std::vector<T> dist;
std::vector<int> from, id;
};
template <typename T>
ShortestPath<T> dijkstra(const Graph<T>& g, int s) {
const auto INF = std::numeric_limits<T>::max();
std::vector<T> dist(g.size(), INF);
std::vector<int> from(g.size(), -1), id(g.size(), -1);
using Pi = std::pair<T, int>;
std::priority_queue<Pi, std::vector<Pi>, std::greater<> > que;
dist[s] = 0;
que.emplace(dist[s], s);
while (!que.empty()) {
T cost;
int idx;
std::tie(cost, idx) = que.top();
que.pop();
if (dist[idx] < cost) continue;
for (auto& e : g[idx]) {
auto next_cost = cost + e.cost;
if (dist[e.to] <= next_cost) continue;
dist[e.to] = next_cost;
from[e.to] = idx;
id[e.to] = e.idx;
que.emplace(dist[e.to], e.to);
}
}
return {dist, from, id};
}