计算机网络——透明网桥算法

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;
const int MAXN = 105;
const int INF = 1e9;
struct Bridge {string address;//该网桥地址vector<int> interface;//该网桥连接的接口int v, time;//v-目的网桥 time-时间花费Bridge(string s,int a, int b, vector<int> c) :address(s),v(a), time(b), interface(c) {}//初始化
};
vector<Bridge> G[MAXN];//邻接矩阵存储网桥结构struct Table {//转发表bool flag = false;//是否已查询int minTime = INF;//最短时间vector<int> path;//最优路径
};
map<pair<char, char>, Table> SendTable;//map存储转发表map<char, int> site;//站点对应的接口
map<int, int> inter;//接口对应的网桥
int n, m;//n个网桥 m个接口bool vis[MAXN];
int dd[MAXN], pre[MAXN];
void Dijkstra(int s, int t) {//Dijkstra 求s到t最短路径fill(dd, dd + MAXN, INF);fill(vis, vis + MAXN, false);dd[s] = 0;for (int i = 1; i <= n; i++) {int u = -1, MIN = INF;for (int j = 1; j <= n; j++) {if (!vis[j] && dd[j] < MIN) {u = j;MIN = dd[j];}}if (u == -1) return;vis[u] = true;for (int j = 0; j < G[u].size(); j++) {int v = G[u][j].v;if (!vis[v]) {if (dd[u] + G[u][j].time <= dd[v]) {dd[v] = dd[u] + G[u][j].time;pre[v] = u;}}}}
}vector<int> Path;
void DFS(int now,int s) {if (now == s) {Path.push_back(s);return;}DFS(pre[now], s);Path.push_back(now);
}int d[100][MAXN];//d[i],以第i个网桥为起点到各网桥的最短时间花费路径
int prim(int start) {//最小生成树-prim算法fill(d[start], d[start] + MAXN, INF);fill(vis, vis + MAXN, false);d[start][start] = 0;int ans = 0;//遍历总网桥的最小花费for (int i = 1; i <= n; i++) {int u = -1, MIN = INF;for (int j = 1; j <= n; j++) {if (!vis[j] && d[start][j] < MIN) {u = j;MIN = d[start][j];}}if (u == -1) return -1;vis[u] = true;ans += d[start][u];for (int j = 0; j < G[u].size(); j++) {int v = G[u][j].v;if (!vis[v] && G[u][j].time < d[start][v]) {d[start][v] = G[u][j].time;}}}return ans;
}int main() {cout << "网桥数和接口数：" << endl;cin >> n >> m;for (int i = 1; i <= n; i++) {int IterNum, LinkNum;//IterNum-网桥接口数,LinkNum-连通网桥数vector<int> c;string str;cout << "输入网桥" << i << "地址、接口数及连通情况：" << endl;cin >> str >> IterNum;for (int j = 1; j <= IterNum; j++) {//接口输入int t;cin >> t;c.push_back(t);inter[t] = i;}cin >> LinkNum;for (int j = 1; j <= LinkNum; j++) {//连通网桥输入int v, time;cin >> v >> time;G[i].push_back(Bridge(str, v, time, c));G[v].push_back(Bridge(str, i, time, c));}}cout << "输入各站点对应的接口" << endl;for (int i = 1; i <= m; i++) {int siteNum;cin >> siteNum;while (siteNum--) {char t;cin >> t;site[t] = i;}}while (true) {int s, t;char s1, t1;cout << "输入起始站点和目的站点：" << endl;cin >> s1 >> t1;Table tab;pair<char, char> p(s1, t1);s = inter[site[s1]];t = inter[site[t1]];Path.clear();if (SendTable[p].flag) {//若查询过，已有结果，直接输出if (SendTable[p].minTime == 0) {cout << "两站点在同一网桥:" << s << endl;}else {cout << "最短时间=" << SendTable[p].minTime << endl;cout << "网桥路径为：" << endl << SendTable[p].path[0];for (int i = 1; i < SendTable[p].path.size(); i++) {cout << "->" << SendTable[p].path[i];if (Path[i] == t) break;}cout << endl;}}else {tab.flag = true;//若为第一次查询，标记查询if (s == t) {cout << "两站点在同一网桥:" << s << endl;dd[t] = 0;}else {cout << "该站点所在网桥分别为:" << s << " " << t << endl;Dijkstra(s, t);DFS(t, s);if (dd[t] == INF) cout << "无法到达" << endl;else {cout << "最短时间=" << dd[t] << endl;cout << "网桥路径为：" << endl <<Path[0];for (int i = 1; i < Path.size(); i++) {cout << "->" << Path[i];if (Path[i] == t) break;}cout << endl;}}tab.minTime = dd[t];tab.path = Path;SendTable[p] = tab;}}int ans;//求最小生成树遍历所有网桥的代价for (int i = 1; i <= n; i++) {ans = prim(i);}if (ans == -1) cout << "网桥非连通！" << endl;else cout << ans << endl;return 0;
}

/*
4 9
hanzhuan 2 1 2 1 2 1
jiaxuwen 2 3 4 1 3 2
fight 3 5 6 7 1 4 3
hello 2 8 9 1 5 32 a b
2 c d
3 e f g
1 h
3 i j k
1 l
2 m n
2 o p
1 q
*//*
第一个网桥有2个接口1和2 1个连通网桥2 时间花费为1
第二个网桥有两个接口3和4 1个连通网桥3 时间花费为2
第三个网桥有三个接口5和6和7 1个连通网桥4 时间花费为3
第四个网桥有两个接口8和9 1个连通网桥5 时间花费为3
*/

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