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未検証 · 最終更新 2026-10-23 · GitHub

ポテンシャル付き単一始点最短路(Johnson 法で使うダイクストラ)

lib/graph/shortest_path_potential.hpp

インクルード

#include "graph/shortest_path_potential.hpp"

関数

名前 説明
shortest_path_potential ポテンシャル付き単一始点最短路(Johnson 法で使うダイクストラ)
依存するヘッダ(1)
実装
#pragma once
#include <functional>
#include <limits>
#include <queue>
#include <vector>
#include "graph/graph.hpp"

/// @brief ポテンシャル付き単一始点最短路(Johnson 法で使うダイクストラ)
/// @tparam G 重み付きグラフ型(`list_graph<T>` / `csr_graph<T>` のいずれでも可)
/// @note ポテンシャルで辺重みを非負化してからダイクストラを回し、最後に補正を戻す。
/// @complexity $O((V+E)\log V)$
template <weighted_graph_type G, class U, class T = graph_weight_t<G>>
std::vector<T> shortest_path_potential(const G &g, const std::vector<U> &potentials, int s = 0,
                                       T inf = std::numeric_limits<T>::max()) {
    struct _node {
        constexpr _node() : _to(), _dist() {}
        constexpr _node(int to, T dist) : _to(to), _dist(dist) {}
        constexpr bool operator<(const _node &rhs) const { return this->dist() < rhs.dist(); }
        constexpr bool operator>(const _node &rhs) const { return rhs < *this; }

        constexpr int to() const { return this->_to; }
        constexpr T dist() const { return this->_dist; }

      private:
        int _to;
        T _dist;
    };
    int n = g.size();
    std::vector<T> dists(n, inf);
    std::priority_queue<_node, std::vector<_node>, std::greater<>> p_que;
    dists[s] = T();
    p_que.emplace(s, T());
    while (!p_que.empty()) {
        auto node = p_que.top();
        p_que.pop();
        if (dists[node.to()] < node.dist()) continue;
        for (auto &e : g[node.to()]) {
            auto next_dist = node.dist() + e.weight() + potentials[node.to()] - potentials[e.to()];
            if (next_dist < dists[e.to()]) {
                dists[e.to()] = next_dist;
                p_que.emplace(e.to(), next_dist);
            }
        }
    }
    for (int i = 0; i < n; ++i) dists[i] += potentials[i] - potentials[s];
    return dists;
}