图论:dij算法优化:双端队列及详细证明
dij原來的寫法請移步這里
首先,讓我們舉一個洛谷中的情境
這題中,我們可以二分mid答案,小于等于mid的邊權是0,大于的是1,再計算最短路是否<=k;
那么在這樣邊權只有0和1的時候,dij算法是否可以優化呢?
可以
(不然我寫這篇blog干嘛)
不必再使用優先隊列,而只需要一個雙段隊列deque就可以解決
做法
做法就是一樣每次取出隊首,然后每次更新從它延伸出去的那條路權是1就放隊尾,權是0就放隊首
其他一毛一樣
因為deque單次操作時間復雜度是O(1),能比優先隊列省一個log,單次dij可以降到n的水平,非常優秀
而且這個法發不必邊權是0和1,只要是0和大于0的數就行
當然,算法復雜度再好,前提都得是正確
證明
改用雙端隊列后,我們只需要證明這樣入隊仍能維護單調性即可
(因為大于0的任何數本質與1相同,為了方便證明就使用0和1了)
1:+0往前放
首先,假設目前隊首是隊伍中的min
那么取出隊首加0后,仍是min,顯然在隊列中不會破壞單調性
2:+1往后放
第一步很好證,但+1后的min+1一定是最大值嗎?
我們可以用反證法
假設隊列中有一個min+2,使min+1破壞了單調性
我們向它提出一個疫情以來最常見的問候語:
你從哪里來的?
學過高等數學的朋友應該知道:
1+1=2
所以一定是從一個min+1再+1得來
但是此時隊首還是min
第一步已經從隊首的方向證明了單調性,不可能min+1比min先到隊首
自相矛盾,假設錯誤
所以往后放也可以保證單調性
寫完嘞,謝謝觀看!!!
(還有問題可以評論走哦~~~)
總結
以上是生活随笔為你收集整理的图论:dij算法优化:双端队列及详细证明的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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