最短路 Bellman-Ford（贝尔曼-福特）

Bellman-Ford（边权可正可负）

Bellman-Ford算法的迭代松弛操作，实际上就是按顶点距离s的层次，逐层生成这棵最短路径树的过程。

在对每条边进行1遍松弛的时候，生成了从s出发，层次至多为1的那些树枝。也就是说，找到了与s至多有1条边相联的那些顶点的最短路径；对每条边进行第2遍松弛的时候，生成了第2层次的树枝，就是说找到了经过2条边相连的那些顶点的最短路径……。因为最短路径最多只包含n-1 条边，所以，只需要循环n-1 次。

如果最短路存在，则一定不含环：

1.存在零环或正环，则去掉环路径不会变长

2.存在负环，则只要绕着环走，路径只会越来越短，下界不收敛，不存在最短路

最短路只包含n-1个结点（不包含起点）

操作步骤：

第一，初始化所有点。每一个点保存一个值，表示从原点到达这个点的距离，将原点的值设为0，其它的点的值设为无穷大（表示不可达）。

第二，进行循环，循环下标为从1到n－1（n等于图中点的个数）。在循环内部，遍历所有的边，进行松弛计算。

第三，遍历途中所有的边（edge（u，v）），判断是否存在这样情况：

d（v） > d (u) + w(u,v)说明无法向下收敛

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
using namespace std;
#define inf 0x7ffffff

struct Edge
{
    int u,v,cost;
}edge[2000];

int pre[200];//父亲

int dis[200];//到源点的距离

int n,m,src;//点的个数，边数，源点

bool relax(int u,int v,int cost)//对边进行松弛
{
    if(dis[v]>dis[u]+cost)
    {
        dis[v]=dis[u]+cost;
        return true;//成功松弛
    }
    return false;//没有松弛成功
}

int Bellman_Ford()
{
    int i,j,flag;
    for(i=1;i<=n;i++) dis[i]=(i==src? 0:inf);//第一步：初始化dis
    for(i=1;i<n;i++)//第二步：进行 n-1次迭代，每次对所有边进行松弛
    {
        flag=0;
        for(j=0;j<m;j++)
        {
            if(relax(edge[j].u,edge[j].v,edge[j].cost))
            {
                pre[v]=u;//记录路径
                flag=1;
            }
        }
        if(!flag) break;//所有的边都没有松弛成功
    }
    for(i=0;i<m;i++)//第三步：如果能够继续松弛，说明下界不收敛，存在负环
    {
        if(relax(edge[i].u,edge[i].v,edge[i].cost))
        {
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}

int main()
{
    int i,j;
    while(~scanf("%d%d%d",&n,&m,&src))
    {
        for(i=0;i<m;i++)
        {
            scanf("%d%d%d",&edge[i].u,&edge[i].v,&edge[i].cost);//输入每条边的 左右端点，权值
        }
        if(Bellman_Ford())
        {
            for(i=1;i<=n;i++)
            {
                printf("%d\n",dis[i]); //输出各个点到源点的距离
            }
        }
        else printf("have negative circle\n");

    }
    return 0;
}

输入案例1.

4 6 1

1 2 20

1 3 5

4 1 -200

2 4 4

4 2 4

3 4 2

输入案例2.

4 6 1

1 2 2

1 3 5

4 1 10

2 4 4

4 2 4

3 4 2

最短路 Bellman-Ford（贝尔曼-福特）