Кратчайшие пути в графе

31 задачавместе с подтемами
Число у задачи — рейтинг сложности, слово рядом — насколько она трудна по сравнению с другими задачами такого же типа. Шкалы задач с ответом и задач с кодом между собой не сравниваются. Рядом — счётчики попыток: успешные, неуспешные.
Кладоискателю Васе попалась карта древнего подземелья. Подземелье представляет собой лабиринт размера N×M (1 ≤ N, M ≤ 100 , N×M ≤ 100). Каждая клетка лабиринта либо пуста и по ней можно пройти, либо содержит стену. Из клетки можно переходить только в смежную по стене клетку (так, у каждой клетки может быть не более 4 смежных).
 
В одной из клеток находится клад, который и хочет достать Вася. В лабиринте есть K входов, из которых Вася может начать свой путь.
 
Требуется определить, с какого входа Васе нужно начать свой путь, чтобы пройденное расстояние до клада было наименьшим. Если таких входов несколько, нужно вывести вход с наименьшим номером.
 
Входные данные
Первая строка содержит 2 числа N и M, задающие размеры лабиринта. Далее следует описание лабиринта: N строк по M символов в каждой. 0 означает, что клетка свободна; 1, что в клетке находится стена. Символ * обозначает клетку с сокровищем (такая клетка в лабиринте ровно одна).
 
В (N+2)-й строке находится число K (1 ≤ K ≤ NxM) -- количество входов в лабиринт. Далее в K строках содержатся координаты входов. Так, в i-й строке содержатся числа xi и yi, означающие,что i-й вход расположен в xi-й строке и в yi-м столбце (1 ≤ xi ≤ N, 1 ≤ yi ≤ M). Гарантируется, что координаты входов попарно различны, и то, что все входы расположены в пустых клетках. Ни один из входов не находится в клетке с сокровищем.
 
Выходные данные
Необходимо вывести одно число - искомый номер входа (нумерация начинается с 1). Если до сокровища невозможно добраться, выведите -1.

Примеры
Входные данные Выходные данные
1
5 5
00000
00000
10*00
01111
00000
4
1 1
1 5
4 1
5 5
1
2
3 3
010
1*1
010
4
1 1
1 3
3 1
3 3
-1
Дан ориентированный граф. Используя алгоритм Флойда определите, есть ли в заданном графе цикл.
 
Формат входных данных
В первой строке вводится число вершин N≤ 50. Далее в N строках следуют по N чисел, каждое из которых – 0 или 1. j-ое число в i-ой строке равно 1 тогда и только тогда, когда существует ребро, идущее из i-ой вершины в j-ую. Гарантируется, что на диагонали матрицы будут стоять нули.
 
Формат выходных данных
Выведите 0, если в заданном графе цикла нет, и 1, если он есть.
 
Для того, чтобы отойти ко сну, живущему в ЛКШ мальчику Пете необходимо почистить зубы, вымыть ноги, принять душ и т.д., одним словом, посетить умывальник. Так случилось, что в корпусе, где он проживает, смонтировано лишь два умывальника. Вообще корпус представляет собой совокупность из N холлов, некоторые из которых соединены коридорами, причем, если по коридору можно пройти в одну сторону, это вовсе не означает, что можно пройти и в другую. Это фишка архитекторов.

Так как Петя идёт умываться после отбоя, он смертельно боится попасться на глаза воспитателям ЛКШ. Однако, как выяснилось, в каждом коридоре стоит ровно по одному воспитателю, причём каждый из них считает своим долгом при встрече Пети влепить ему наряд вне очереди.

Стоит отметить ещё одну немаловажную особенность корпуса, в котором живёт Петя: архитекторы оставили потайные ходы напрямую из каждого холла в оба умывальника, но т.к. существование этих ходов приравнивается руководством к красивой легенде, в случае пользования одним из них, Петя получит 10000 нарядов вне очереди.

Петя хочет узнать, получит ли он меньше нарядов вне очереди, если пойдёт в первый умывальник, нежели если он пойдёт во второй. Обратный путь его не интересует.

Входные данные
В первой строке входного файла четыре числа: N, S, V1, V2 (1 <= N <= 1000; 1 <= S, V1, V2 <= N), где N - общее количество холлов, S - номер холла, в котором Петя находится в начальный момент времени, V1, V2 - номера холлов, в которых располагаются умывальники. В следующих N строках по N чисел - 1 или 0. Стоящий в I-ой строке на J-ом месте 0 означает отсутствие коридора из I-го холла в J-ый, а стоящая 1 - присутствие.

Выходные данные
Вывести 1, если Петя сможет получить меньше нарядов вне очереди при использовании первого умывальника, нежели при использовании второго, или 0 в противном случае.

Магистр Максимус отправился в опасное путешествие в горы Ордена Магов. Внутри гор великими магами прошлого созданы комнаты, в каждой из которых хранятся магические артефакты. Максимус желает пройти через все n комнат, но, как оказалось, все комнаты заперты, за исключением комнаты 0, в которую Максимус уже вошел. 
В каждой комнате имеется набор уникальных заклинаний, открывающих двери других комнат. Магистр Максимус познал язык великих магов, поэтому он может легко прочитать эти заклинания и отпирать другие комнаты.

Максимус хочет посетить все комнаты и найти все магические артефакты. Однако, для этого ему необходимо найти заклинания открывающие каждую дверь.

По известному набору заклинаний, определите сможет ли Максимум получить все артефакты или нет.


Формат входных данных
В первой строке записано число n (2 <= n <= 1000), количество комнат. Далее идет n строк. В i-й строке описываются заклинания, хранящиеся в этой комнате. В каждой из этих строк первое число (m, 0 <= m <= 1000) обозначает количество уникальных заклинаний, которые открывают комнаты, далее записаны m уникальных чисел rooms[i](0 <= rooms[i][j] < n) -  номера комнат, которые открывают эти заклинания (0<=i<n,  1 <= общее количество заклинаний во всех комнатах <= 10000). 

 

Формат выходных данных
Выведите True, если Максимус может посетить все комнаты и найти все магические артефакты, или False в противном случае.

Некоторые деревни соединены между собой дорогами, которые можно представить в виде неориентированного графа. Вершины данного графа - это деревни, а ребра - дороги между деревнями (граф может содержать циклы). Известно, что в деревне S основана артель коробейников. Каждое утро, чтобы продать свою мелкую галантерею, коробейники выходят в деревни, которые еще не посетили, и в которые есть дорога из текущей. Артель коробейников всегда делится на группы так, чтобы они могли за один день обойти все деревни, которые имеют дороги из текущей.
За сколько дней коробейники посетят все деревни?
Напишите функцию \(bfs()\), которая будет возвращать ответ на задачу.


Входные данные
В первой строке вводятся 3 целых числа n, m, (\(1 <= n <= 10^5\), \(0 <= m <= 10^5\), \(1 <= s <= n\)) - количество деревень, количество дорог между ними и номер деревни, в которой основана артель коробейников. В следующих m строках содержится по 2 числа u, v(\(1 <= u, v <= n\)) - номера двух деревень, между которыми есть дорога. Индексация деревень ведется с 1.

Выходные данные
Выведите одно число - за сколько дней коробейники посетят все деревни.
 
 
Примеры
Входные данные Выходные данные
1 6 7 1
1 2
1 5
2 3
5 4
3 4
3 6
4 6
4

Напишите программу, которая будет находить расстояния в неориентированном взвешенном графе с неотрицательными длинами ребер, от указанной вершины до всех остальных. Программа должна работать быстро для больших разреженных графов.

Формат входных данных

В первой строке входных данных задано число NUM — количество различных запусков алгоритма Дейкстры (на разных графах). Далее следуют NUM блоков, каждый из которых имеет следующую структуру.

Первая строка блока содержит два числа N и M, разделенные пробелом — количество вершин и количество ребер графа. Далее следуют M строк, каждая из которых содержит по три целых числа, разделенные пробелами. Первые два из них в пределах от 0 до N–1 каждое и обозначают концы соответствующего ребра, третье — в пределах от 0 до 20000 и обозначает длину этого ребра. Далее, в последней строке блока, записанное единственное число от 0 до N–1 — вершина, расстояния от которой надо искать.

Количество различных графов в одном тесте NUM не превышает 5. Количество вершин не превышает 60000, рёбер — 200000.
 

Формат выходных данных

Выведите на стандартный выход (экран) NUM строк, в каждой из которых по Ni чисел, разделенных пробелами — расстояния от указанной начальной вершины взвешенного неориентированного графа до его 0-й, 1-й, 2-й и т. д. вершин (допускается лишний пробел после последнего числа). Если некоторая вершина недостижима от указанной начальной, вместо расстояния выводите число 2009000999 (гарантировано, что все реальные расстояния меньше).
 

На шахматной доске NxN в клетке (x1, y1) стоит голодный шахматный конь. Он хочет попасть в клетку (x2, y2), где растет вкусная шахматная трава. Какое наименьшее количество ходов он должен для этого сделать?
 
Формат входных данных
На вход программы поступает пять чисел: N, x1, y1, x2, y2 (\(5 <= N <= 20\), \(1 <= x_1,\ y_1,\ x_2,\ y_2 <= N\)). Левая верхняя клетка доски имеет координаты (1, 1), правая нижняя - (N, N).
 
Формат входных данных
Выведите единственное число K - наименьшее необходимое число ходов коня. 
Дан ориентированный граф. Определить, есть ли в нем цикл отрицательного веса.

Входные данные
В первой строке содержится число N (1 <= N <= 100) – количество вершин графа. В следующих N строках находится по N чисел – матрица смежности графа. Веса ребер по модулю меньше 100000. Если ребра нет, соответствующее значение равно 100000.
 
Выходные данные
В первой строке выведите "YES", если цикл существует, или "NO", в противном случае. 

Примеры
Входные данные Выходные данные
1
3
100000 100000 -51
100  100000 100000
100000 -50  100000
YES
Дан взвешенный ориентированный граф. Необходимо найти минимальное количество фаз с релаксациями в работе алгоритма Форда-Беллмана при нахождении кратчайшего пути от вершины 1. 

Входные данные
Программа получает на вход одно число количество вершин n (2 ≤ n ≤ 100) и количество ребер m (2 ≤m ≤ 10 000). В следующих m строках вводятся три числа: a, b и c, где a и b – начало ребра и его конец, а c – вес ребра (1 ≤ a, b ≤ n, 1 ≤ c ≤ 10 000).

Выходные данные
Программа должна вывести единственное целое число - минимальное количество релаксаций в работе алгоритма Форда-Беллмана при нахождении кратчайшего пути от вершины 1. 

Ввод Вывод
4 3
1 2 1 
2 3 1
3 4 1
1
4 3
2 3 1
1 2 1
1 3 4
2


(с) Шалдин В., 2017г.

Одна из команд-участниц олимпиады решила вернуться домой на электричках. При этом ребята хотят попасть домой как можно раньше. К сожалению, не все электрички идут от города, где проводится олимпиада, до станции, на которой живут ребята. И, что еще более обидно, не все электрички, которые идут мимо их станции, останавливаются на ней (равно как вообще, электрички останавливаются далеко не на всех станциях, мимо которых они идут).
 
Все станции на линии пронумерованы числами от 1 до N. При этом станция номер 1 находится в городе, где проводится олимпиада, и в момент времени 0 ребята приходят на станцию. Станция, на которую нужно попасть ребятам, имеет номер E.
 
Напишите программу, которая по данному расписанию движения электричек вычисляет минимальное время, когда ребята могут оказаться дома.
 
Формат входных данных
Во входных данных записаны сначала числа N (2 ≤ N ≤ 100) и E (2 ≤ E ≤ N). Затем записано число M (0 ≤ M ≤ 100), обозначающее число рейсов электричек. Далее идет описание M рейсов электричек. Описание каждого рейса электрички начинается с числа Ki (2 ≤ K ≤ N) — количества станций, на которых она останавливается, а далее следует Ki пар чисел, первое число каждой пары задает номер станции, второе — время, когда электричка останавливается на этой станции (время выражается целым числом из диапазона от 0 до 109). Станции внутри одного рейса упорядочены в порядке возрастания времени. В течение одного рейса электричка все время движется в одном направлении — либо от города, либо к городу.
 
Формат выходных данных
Выведите одно число — минимальное время, когда ребята смогут оказаться на своей станции. Если существующими рейсами электричек они добраться не смогут, выведите –1.
 
В ориентированном взвешенном графе вершины пронумерованы числами от 1 до n. Если i<j, то существует ребро из вершины i в вершину j, вес которого определяется по формуле \(wt(i,j)=(179i+719j)\ mod \ 1000 - 500\). Определите вес кратчайшего пути, ведущего из вершины 1 в вершину n.
 
Входные данные:
Программа получает на вход одно число n (2≤n≤13000).
 
Выходные данные:
Программа должна вывести единственное целое число - вес кратчайшего пути из вершины 1 в вершину n в описанном  графе.

Примеры
Входные данные Выходные данные
1 2 117
2 3 -164
Дополните программу, чтобы она верно решала следующую задачу.

Дан ориентированный граф, в котором могут быть кратные ребра и петли. Каждое ребро имеет вес, выражающийся целым числом (возможно, отрицательным). Гарантируется, что циклы отрицательного веса отсутствуют.
Требуется посчитать длины кратчайших путей от вершины номер 1 до всех остальных вершин.
 
Входные данные
Программа получает сначала число N (1 <= N <= 100) – количество вершин графа и число M (0 <= M <= 10000) – количество ребер. В следующих строках идет M троек чисел, описывающих ребра: начало ребра, конец ребра и вес (вес – целое число от -100 до 100).
 
Выходные данные
Программа должна вывести N чисел – расстояния от вершины номер 1 до всех вершин графа. Если пути до соответствующей вершины не существует, вместо длины пути выведите число 30000.
 
Примеры
Входные данные Выходные данные
1
6 4
1 2 10
2 3 10
1 3 100
4 5 -10
0 10 20 30000 30000 30000 
Дан ориентированный граф, в котором могут быть кратные ребра и петли. Каждое ребро имеет вес, выражающийся целым числом (возможно, отрицательным). Гарантируется, что циклы отрицательного веса отсутствуют.
 
Требуется посчитать длины кратчайших путей от вершины номер 1 до всех остальных вершин.
 
Входные данные
Программа получает сначала число N (1 <= N <= 100) – количество вершин графа и число M (0 <= M <= 10000) – количество ребер. В следующих строках идет M троек чисел, описывающих ребра: начало ребра, конец ребра и вес (вес – целое число от -100 до 100).
 
Выходные данные
Программа должна вывести N чисел – расстояния от вершины номер 1 до всех вершин графа. Если пути до соответствующей вершины не существует, вместо длины пути выведите число 30000.

Примеры
Входные данные Выходные данные
1
6 4
1 2 10
2 3 10
1 3 100
4 5 -10
0 10 20 30000 30000 30000 
Профессор Флойд живёт в очень опасном районе города. Ежедневно бандиты грабят на улицах прохожих. Читая криминальную хронику, профессор Флойд вычислил вероятность быть ограбленным при проходе по каждой улице города.
 
Теперь он хочет найти наиболее безопасный путь от дома до университета, в котором он преподаёт. Иными словами, он хочет найти путь от дома до университета, для которого вероятность быть ограбленным минимальна.
 
Входные данные
В первой строке находятся два числа N и M - количество зданий и количество улиц, соединяющих здания (1<=N<=100, 1<=M<= (N*(N−1))/2. В следующей строке находятся числа S и E -- номер дома, в котором живёт профессор и номер дома, в котором находится университет соответственно. Далее в M строках расположены описания дорог: 3 целых числа sieipi - здания, в которых начинается и заканчивается дорога и вероятность в процентах быть ограбленным, пройдя по дороге соответственно (1<=si, ei<=N, 0<=pi<=100 , дороги двунаправленные). Гарантируется, что существует хотя бы один путь от дома профессора до университета.
 
Выходные данные
Необходимо вывести одно число - минимальную возможную вероятность быть ограбленным. Выведите ответ с максимально возможной точностью.

Ввод Вывод
3 3
1 3
1 2 20
1 3 50
2 3 20
0.36

 

Профессор Флойд и профессор Дейкстра ненавидят друг друга. После переезда университета во вновь отстроенный университетский городок они потребовали себе кабинеты в зданиях, максимально удалённых друг от друга. Вам поручено найти расстояние между двумя такими зданиями.
 
Иными словами, требуется найти два здания, кратчайший путь между которыми наибольший среди всех пар зданий, и вывести длину этого пути. Так как профессорам иногда все же нужно встречаться, путь между выбранными зданиями должен существовать.
 
Входные данные
В первой строке находятся два числа N и M - количество зданий и количество дорог, соединяющих здания (1<=N<=100, 0<=M<= (N(N−1))/2. Далее в M строках расположены описания дорог: 3 целых числа si, ei, li - здания, в которых начинается и заканчивается дорога и длина дороги соответственно (1<=si, ei<=N, 0<=li<=100, дороги двунаправленные).
 
Выходные данные
Необходимо вывести одно число - искомое расстояние.

Ввод Вывод
3 2
1 2 1
2 3 2
3
3 0 0

Полный ориентированный взвешенный граф задан матрицей смежности. Постройте матрицу кратчайших путей между его вершинами. Гарантируется, что в графе нет циклов отрицательного веса.
 
Входные данные
В первой строке вводится единственное число N (1 <= N <= 100) – количество вершин графа. В следующих N строках по N чисел задается матрица смежности графа (j-ое число в i-ой строке соответствует весу ребра из вершины i в вершину j). Все числа по модулю не превышают 100. На главной диагонали матрицы – всегда нули.
 
Выходные данные
Выведите N строк по N чисел – матрицу кратчайших расстояний между парами вершин. j-ое число в i-ой строке должно быть равно весу кратчайшего пути из вершины i в вершину j.

Ввод Вывод
4
0 5 9 100
100 0 2 8
100 100 0 7
4 100 100 0
0 5 7 13 
12 0 2 8 
11 16 0 7 
4 9 11 0 

Дан ориентированный взвешенный граф. Вам необходимо найти пару вершин, кратчайшее расстояние от одной из которых до другой максимально среди всех пар вершин.
 
Входные данные
В первой строке вводится единственное число N (1 <= N <= 100) – количество вершин графа. В следующих N строках по N чисел задается матрица смежности графа, где -1 означает отсутствие ребра между вершинами, а любое неотрицательное число – присутствие ребра данного веса. На главной диагонали матрицы – всегда нули.
 
Выходные данные
Выведите искомое максимальное кратчайшее расстояние.

Ввод Вывод
6
0 6 8 -1 -1 -1
5 0 5 -1 -1 -1
1 7 0 -1 -1 -1
-1 -1 -1 0 6 -1
-1 -1 -1 -1 0 3
-1 -1 -1 2 -1 0
9

Дан ориентированный граф. Требуется определить, есть ли в нем цикл.
 
Входные данные
В первой строке вводится число вершин N≤ 50. Далее в N строках следуют по N чисел, каждое из которых – 0 или 1. j-ое число в i-ой строке равно 1 тогда и только тогда, когда существует ребро, идущее из i-ой вершины в j-ую. Гарантируется, что на диагонали матрицы будут стоять нули.
 
Выходные данные
Выведите 0, если в заданном графе цикла нет, и 1, если он есть.

Примеры
Входные данные Выходные данные
1
3
0 1 0
0 0 1
0 0 0
0
2
3
0 1 0
0 0 1
1 0 0
1
Дан ориентированный полный граф, рёбрам которого приписаны некоторые веса (длины). Веса могут быть и положительные, и отрицательные, и нулевые. Нас интересует минимум длин всех возможных путей между всеми парами различных вершин этого графа. Нужно будет выяснить, существует ли этот минимум, и, если существует, вычислить его. (Минимума не существует в том случае, если в графе можно найти путь отрицательной длины, сколь угодно большой по модулю, стремящийся к бесконечности).
 
Входные данные
В первой строке задано число вершин N≤50. Далее идёт матрица смежности графа, то есть N строк, в каждой из которых записано N чисел. j-ое число в i-ой строке матрицы смежности задает длину ребра, ведущего из i-й вершину в j-ую. Длины могут принимать любые значения от -1000000 до 1000000. Гарантируется, что на главной диагонали матрицы стоят нули.
 
Выходные данные
Выведите одно число – искомый минимум. Если его не существует, выведите  -1.
Примеры
Входные данные Выходные данные
1
3
0 42 18468 
6335 0 26501 
19170 15725 0 
42
2
3
0 -7 3
-2 0 10
2 215 0 
-1
Дан ориентированный граф, рёбрам которого приписаны некоторые неотрицательные веса (длины). Надо найти две вершины, кратчайший путь между которыми имеет наибольшую длину.
 
Формат входных данных
В первой строке задано число вершин N ≤50. Далее идёт матрица смежности графа, то есть N строк, в каждой из которых записано N чисел. j-ое число в i-ой строке матрицы смежности задает длину ребра, ведущего из i-й вершину в j-ую. Длины могут принимать любые значения от от 0 до 1000000. Гарантируется, что на главной диагонали матрицы стоят нули.
 
Формат выходных данных
Выведите одно число – длину искомого пути.
Поделиться
Класснуть