一些有趣的最短路径问题|第 1 集

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问题 1: 给定一个有向加权图。还会给出从源顶点到目标顶点的最短路径。如果每条边的权重增加 10 个单位,修改后的图中最短路径是否保持不变? 最短的路径可能会改变。原因是,从 s 到 t 的不同路径中可能有不同数量的边,例如,让最短路径权重为 15,有 5 条边。假设有另一条路径有 2 条边,总重量为 25。最短路径的权重增加 510,变成 15 + 50。另一条路径的权重增加 210,变成 25 + 20。因此最短路径变为另一条路径,权重为 45。

*问题 2: 这个和上面的问题差不多。当所有边的权重乘以 10 时,最短路径会改变吗?* 如果我们将所有边权重乘以 10,最短路径不会改变。原因很简单,从 s 到 t 的所有路径的权重都乘以相同的数量。路径上的边数并不重要。这就像改变重量单位。

*问题 3: 给定一个有向图,其中每条边的权重为 1 或 2,找到从给定源顶点到给定目的顶点的最短路径。预期时间复杂度为 O(V+E)。* 如果应用迪克斯特拉最短路径算法,可以在 O(E + VLogV)时间内得到一条最短路径。O(V+E)时间怎么做?想法是用 BFS 。关于 BFS 的一个重要观察是,BFS 使用的路径在任意两个顶点之间的边数总是最少的。所以如果所有边的权重相同,我们可以用 BFS 来寻找最短路径。对于这个问题,我们可以修改图,将权重 2 的所有边分成权重 1 的两条边。在修改后的图中,我们可以使用 BFS 来寻找最短路径。这种做法是如何 O(V+E)的?最坏的情况,所有边的权重都是 2,我们需要做 O(E)运算来拆分所有边,所以时间复杂度变成 O(E) + O(V+E),也就是 O(V+E)。

*问题 4: 给定一个有向无环加权图,如何在 O(V+E)时间内找到从源 s 到目的地 t 的最短路径?* 参见:有向无环图中的最短路径

更多问题更多问题见以下链接。 http://algs4.cs.princeton.edu/44sp/ https://www . geeksforgeeks . org/algorithms-GQ/graph-最短路径-gq/

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