单源最短路:Dijkstra与Bellman-Ford
约 42 分钟
考点定位
本课深化 单源最短路:Dijkstra与Bellman-Ford。408作答必须同时给出数据结构表示、算法过程、不变量、复杂度和边界条件。
结构与取舍
Dijkstra要求边权非负;Bellman-Ford可处理负边并检测可达负环。松弛是两者共同的核心操作。
算法推演
松弛边(u,v,w):若dist[u]+w<dist[v]则更新。Dijkstra每次确定未确定点中dist最小者,其距离在非负边条件下不再改变。
把算法写成“初始化—循环条件—状态更新—终止输出”。若使用递归、队列、堆或并查集,要指出其中保存的状态及何时失效。
正确性不变量
已确定集合中每个点的dist都等于真实最短距离。
初始化时不变量成立;一次迭代保持它;循环结束时它与终止条件共同推出答案。这是算法题证明的最短主线。
复杂度与边界
时间复杂度必须按输入规模和存储结构计算,不能只报结论。严格边界:存在负权边时不能继续用Dijkstra的贪心确定性结论。
随课应用
无向图边A-B=2、A-C=5、B-C=1,从A到C的最短距离是多少?
先独立计算或编码,再完成单选与多选。代码题从标准输入读取并写到标准输出,不得硬编码样例;数值题需写出中间状态。
Practice
本课练习
先独立作答再提交;编程题会在隔离沙箱中真实编译、运行并对拍。