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【算法设计与分析】 最短路径问题(动态规划)

程序员文章站 2022-05-23 10:05:54
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【算法设计与分析】 最短路径问题(动态规划)

【问题描述】
假设一个矩阵mat的大小为M行N列,矩阵每个位置上有大于或等于0的整数,现从左上角[1, 1]开始,每次只能向下或向右走一步,最后到达右下角[M, N],路径上的数字累加就是路径和。现要求最短路径和以及最短的路径。

【输入形式】
在屏幕上输入矩阵大小,以及矩阵每个元素的值。

【输出形式】
最短路径和,以及最短路径。

【样例1输入】

4 4
1 3 5 9
8 1 3 4
5 0 6 1
8 8 4 0

【样例1输出】

12
1 1
1 2
2 2
3 2
3 3
3 4
4 4

【样例说明】
输入:矩阵大小为4行4列。从第二行开始是矩阵每个位置上的数字(大于或等于0的整数)。所有数字间以空格间隔。

输出:第一行输出最短路径和12,第二行开始是从左上角[1, 1]开始的最短路径上的矩阵位置(以行号和列号表示,以空格间隔)。

【题解代码】

C++代码:

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <stack>
using namespace std;
int r,c,dis[105][105],dir[105][105];
int main()
{
	ios::sync_with_stdio(0),cin.tie(0),cout.tie(0);
	cin>>r>>c;
	for(int i=1;i<=r;i++)
	for(int j=1;j<=c;j++)
		cin>>dis[i][j];
	for(int i=2;i<=r;i++)
	{
		dis[i][1]+=dis[i-1][1];
		dir[i][1]=1;//从上向下走 
	}
	for(int j=2;j<=c;j++)
	{
		dis[1][j]+=dis[1][j-1];
		dir[1][j]=2;//从左向右走 
	}
	for(int i=2;i<=r;i++)
	for(int j=2;j<=c;j++)
	{
		if(dis[i][j]+dis[i-1][j]<=dis[i][j]+dis[i][j-1])
		{
			dis[i][j]+=dis[i-1][j];
			dir[i][j]=1; 
		}//从上向下走 
		else
		{
			dis[i][j]+=dis[i][j-1];
			dir[i][j]=2;
		}//从左向右走 
	}//动态规划 
	stack<pair<int,int> > ans;
	int tr=r,tc=c;
	while(!(tr==1&&tc==1))
	{
		ans.push({tr,tc});
		if(dir[tr][tc]==1)
			tr--;
		else
			tc--;
	}
	ans.push({1,1});
	cout<<dis[r][c]<<endl;//最短路径长度 
	while(!ans.empty())
	{
		cout<<ans.top().first<<" "<<ans.top().second<<endl;
		ans.pop();
	}//输出路径 
	return 0;
}
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