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背景概述
功能需求
在地铁网络中任选一站为起点，任选另一站为终点，中途可换乘，要求输出
1）最短路线长度：从起点到终点经过的最少站数（站数计算不含起点，含终点）
2）最短路线：满足最短路线长度要求的所有路线（可能有多条路线，每条路线从起点到终点顺序输出途经的所有站点，包括起点和终点）
3）最优路线：换乘次数最少的最短路线（可能有多条路线）
输入说明
地铁网络中的每一个站点用一个唯一的ID标识，ID是一个32位正整数；
一次输入一条线路，线路表示为一个站点ID数组；
两条线路中出现了相同站点（如上面的3、6），表示两条线路在这些站点可相互换乘。
示例
某城市的地铁信息，如图
Line1：{1,2,3,4,5};
Line2：{1,10,9,7,6};
Line3：{5,7,8};
Line4：{11,5};
从起点站1到终点站11
1）最短路线长度是5
2）最短路线有2条，分别是{1, 2, 3, 4,5,11}和{1,10,9,7,5,11}
3）最优路线有1条：{1, 2, 3, 4,5,11} （换乘一次）
这种题非常实用，类似百度地图查公交车一样，距离最短及换乘次数最少之类的，算是图论的范畴，找到最短路径长度并不难，但要保存起来还必须得深度搜索，在华为OJ上属于最难的一种分级（挑战），一般华为招聘机试只有三道题（初级，中级，高级各一道），不会考这么难的题的。至于最少换乘方案还没做好，先把代码存在这里，后面继续完善，欢迎回帖交流~
#include<iostream>
//#include<string>
//#include<algorithm>
//#include<cmath>
#include<vector>
#include<queue>
//#include<stack>
//#include<iomanip>
using namespace std;
#define MAX 535
int flag[MAX];
vector<int>station_reach[MAX];
static vector<int>myfront[MAX];
/*******************************************************************************************************************
函数说明： 增加某条地铁线路
函数原型： void AddLine(unsigned int LineNo, unsigned int StationNum ,unsigned int *pStationArray)；
输入参数：
LineNo 地铁线路号；
StationNum 该条地铁线中的站点数目，由调用者保证不小于2；
pStationArray 该条地铁线的所有站点信息，pStationArray指向的存储空间在函数外会被释放，请自行申请存储空间；
输出参数： 无
返回值 ： 无
********************************************************************************************************************/
void AddLine(unsigned int LineNo, unsigned int StationNum ,unsigned int *pStationArray)
{
/* 在这里实现功能 */
int i;
for(i=1;i<StationNum;i++)
{
station_reach[pStationArray[i]].push_back(pStationArray[i-1]);
station_reach[pStationArray[i-1]].push_back(pStationArray[i]);
}
return;
}
/*********************************************************************************************************************
函数说明：计算从起点站到终点站的最短路线长度
函数原型：int CalcMinPathLen(unsigned int SrcStation, unsigned int DesStation)；
输入参数：
SrcStation 起点站；
DesStation 终点站；
输出参数：无
返回值 ：
起点站到终点站的最短路线长度
-1：任何出错情况（包括路线不存在、站点不存在、起点和终点重叠等等）
**********************************************************************************************************************/
int CalcMinPathLen(unsigned int SrcStation, unsigned int DesStation)
{
/* 在这里实现功能 */
if(SrcStation==DesStation)return -1;
int i,j,newsta;
int minlen=1,count=0;
queue<int>qsta;
/*
for(i=1;i<11;i++)
{
cout<<i<<"站"<<":";
for(j=0;j<station_reach[i].size();j++)
cout<<station_reach[i][j]<<" ";
cout<<endl;
}
cout<<endl;
*/
memset(flag,0,sizeof(flag));
for(i=0;i<station_reach[SrcStation].size();i++)
{
if(station_reach[SrcStation][i]==DesStation)return minlen;
qsta.push(station_reach[SrcStation][i]);
//count++;
}
flag[SrcStation]=1;
int ss=qsta.size();
while(!qsta.empty())
{
minlen++;
count=qsta.size();
while(count--){
newsta=qsta.front();
flag[newsta]=1;
for(i=0;i<station_reach[newsta].size();i++)
{
if(station_reach[newsta][i]==DesStation)return minlen;
if(flag[station_reach[newsta][i]]==0)qsta.push(station_reach[newsta][i]);
}
qsta.pop();
}
}
if(qsta.empty()) return -1;
return 0;
};
/**********************************************************************************************************
函数说明：输出从起点站到终点站的最短路线
函数原型：int SearchMinPathes(unsigned int SrcStation,
unsigned int DesStation,
unsigned int* pPathNum,
unsigned int* pPathLen,
unsigned int **ppPathes);
输入参数：
SrcStation 起点站；
DesStation 终点站；
Output Param
pPathNum 最短路线条数;
pPathLen 最短路线长度;
ppPathes 存储最短路线的内存地址，内存空间在本函数内申请，调用者释放，内存空间的存储格式请见PPT要求；
返回值 ：
0 ：成功
-1：任何出错情况（包括路线不存在、站点不存在、起点和终点重叠等等）
************************************************************************************************************/
void dfs(unsigned int SrcStation,
unsigned int DesStation,
unsigned int minlen,
unsigned int *pPathLen,
unsigned int* pPathNum,
unsigned int **pPathes
)
{
int i,j;
if(minlen==1)
{
if(myfront[DesStation][0]==SrcStation)
{
(*pPathNum)++;
pPathes[(*pPathNum)-1]=(unsigned int *)malloc((*pPathLen+1)*sizeof(unsigned int));
memset(pPathes[(*pPathNum)-1],0,(*pPathLen+1)*sizeof(unsigned int));
pPathes[(*pPathNum)-1][minlen-1]=SrcStation;
pPathes[(*pPathNum)-1][minlen]=DesStation;
//cout<<DesStation<<" "<<minlen<<" "<<*pPathNum<<endl;
}
return;
}
for(i=0;i<myfront[DesStation].size();i++)
{
j=myfront[DesStation][i];
//cout<<j<<" "<<minlen-1<<endl;
dfs(SrcStation,j,minlen-1,pPathLen,pPathNum,pPathes);
pPathes[(*pPathNum)-1][minlen]=DesStation;
if(*pPathNum>1 && pPathes[(*pPathNum)-2][minlen]==0)
pPathes[(*pPathNum)-2][minlen]=DesStation;
}
}
int SearchMinPathes(unsigned int SrcStation,
unsigned int DesStation,
unsigned int* pPathNum,
unsigned int* pPathLen,
unsigned int **ppPathes)
{
/* 在这里实现功能 */
if(SrcStation==DesStation)return -1;
int i,j,newsta,findflag=0;
int minlen=1,count=0;
int pathnum=0;
int sum=0;
queue<int>qsta;
for(i=0;i<MAX;i++)
myfront[i].clear();
memset(flag,0,sizeof(flag));
for(i=0;i<station_reach[SrcStation].size();i++)
{
myfront[station_reach[SrcStation][i]].push_back(SrcStation);
if(station_reach[SrcStation][i]==DesStation)
{
*pPathNum=1;
*pPathLen=1;
*ppPathes=(unsigned int *)malloc(2*sizeof(unsigned int));
(*ppPathes)[0]=SrcStation;
(*ppPathes)[1]=DesStation;
return 0;
}
qsta.push(station_reach[SrcStation][i]);
//count++;
}
flag[SrcStation]=1;
findflag=0;
while(!qsta.empty() && !findflag)
{
minlen++;
count=qsta.size();
while(count--){
newsta=qsta.front();
flag[newsta]=1;
for(i=0;i<station_reach[newsta].size();i++)
{
if(flag[station_reach[newsta][i]]==0)
for(j=0;j<myfront[station_reach[newsta][i]].size();j++)
if(myfront[station_reach[newsta][i]][j]==newsta)break;
if(j==myfront[station_reach[newsta][i]].size())
myfront[station_reach[newsta][i]].push_back(newsta);
if(station_reach[newsta][i]==DesStation)
{
findflag=1;
break;
/*
*ppPathes=(unsigned int *)malloc((minlen+1)*sizeof(unsigned int));
(*ppPathes)[minlen]=DesStation;
for(j=minlen-1,k=DesStation;j>=0;j--)
(*ppPathes)[j]=front[(*ppPathes)[j+1]];
pathnum++;
*/
}
if(flag[station_reach[newsta][i]]==0)qsta.push(station_reach[newsta][i]);
}
qsta.pop();
}
}
//if(qsta.empty()) return -1;
/*
for(i=1;i<12;i++){
cout<<i<<"站：";
for(j=0;j<myfront[i].size();j++)
cout<<myfront[i][j]<<" ";
cout<<endl;
}
*/
if(findflag)
{
*pPathLen=minlen;
*pPathNum=0;
dfs(SrcStation,DesStation,minlen,pPathLen,pPathNum,ppPathes);
}
else return -1;
//cout<<minlen<<" "<<DesStation<<" "<<sum<<endl;
return 0;
}
/*************************************************************************************************
函数说明：输出从起点站到终点站的最优路线
函数原型：int SearchBestPathes(unsigned int SrcStation,
unsigned int DesStation,
unsigned int *pPathNum,
unsigned int* pPathLen,
unsigned int** ppPathes);
输入参数：
SrcStation 起点站；
DesStation 终点站；
Output Param
pPathNum 最优路线条数;
pPathLen 最短路线长度;
ppPathes 存储最短路线的内存地址，内存格式见下图,内存空间在本函数内申请，调用者释放；
返回值 ：
0：成功
-1：任何出错情况（包括路线不存在、站点不存在、起点和终点重叠等等）
**************************************************************************************************/
int SearchBestPathes(unsigned int SrcStation,
unsigned int DesStation,
unsigned int *pPathNum,
unsigned int* pPathLen,
unsigned int** ppPathes)
{
/* 在这里实现功能 */
return 0;
}
/*************************************************************************************************
函数说明：清空所有的线路信息
函数原型：void Clear();
输入参数：无
输出参数：无
返回值 ：无
**************************************************************************************************/
void Clear()
{
/* 在这里实现功能 */
// vector<int>station_reach[MAX];
for(int i=0;i<MAX;i++)
station_reach[i].clear();
return ;
};
int main()
{
unsigned int Line1[] = {1,2,3,4,5};
unsigned int Line2[] = {1,10,9,7,6};
unsigned int Line3[] = {5,7,8};
unsigned int Line4[] = {11,5};
int Ret,i;
unsigned int pPathNum,pPathLen,*ppPathes[70]={NULL};
AddLine(1,5,&Line1[0]);
AddLine(2,5,&Line2[0]);
AddLine(3,3,&Line3[0]);
AddLine(4,2,&Line4[0]);
cout<<CalcMinPathLen(1, 11)<<endl;
SearchMinPathes(1,11,&pPathNum,&pPathLen,ppPathes);
cout<<pPathLen<<" "<<pPathNum<<endl;
for(Ret=0;Ret<pPathNum;Ret++)
{
for(i=0;i<=pPathLen;i++)
cout<<ppPathes[Ret][i]<<" ";
cout<<endl;
}
Clear();
if(SearchMinPathes(1,11,&pPathNum,&pPathLen,ppPathes)==-1)cout<<"NO"<<endl;
cout<<CalcMinPathLen(1, 11)<<endl;
return 0;
}标签：
原文地址：http://blog.csdn.net/wljwsj/article/details/45419791
