BOJ-1753 최단경로 Swift

문제

방향그래프가 주어지면 주어진 시작점에서 다른 모든 정점으로의 최단 경로를 구하는 프로그램을 작성하시오. 단, 모든 간선의 가중치는 10 이하의 자연수이다.

입력

첫째 줄에 정점의 개수 V와 간선의 개수 E가 주어진다. (1 ≤ V ≤ 20,000, 1 ≤ E ≤ 300,000) 모든 정점에는 1부터 V까지 번호가 매겨져 있다고 가정한다. 둘째 줄에는 시작 정점의 번호 K(1 ≤ K ≤ V)가 주어진다. 셋째 줄부터 E개의 줄에 걸쳐 각 간선을 나타내는 세 개의 정수 (u, v, w)가 순서대로 주어진다. 이는 u에서 v로 가는 가중치 w인 간선이 존재한다는 뜻이다. u와 v는 서로 다르며 w는 10 이하의 자연수이다. 서로 다른 두 정점 사이에 여러 개의 간선이 존재할 수도 있음에 유의한다.

출력

첫째 줄부터 V개의 줄에 걸쳐, i번째 줄에 i번 정점으로의 최단 경로의 경로값을 출력한다. 시작점 자신은 0으로 출력하고, 경로가 존재하지 않는 경우에는 INF를 출력하면 된다.

내가 푼 풀이

- 처음에는 BFS로 시작지점부터 가중치를 더해가며 가중치 최솟값을 갱신해나가는 방법을 사용했다.

- 역시나 시간초과가 떠서, 더빠른 우선순위큐와 다익스트라 알고리즘을 이용했다.

- 스위프트는 우선순위큐를 직접 구현해야한다.

- 또한 배열의 접근보다 튜플을 이용하면 좀 더 빠르다고 하니 튜플 사용하는데 익숙해져야겠다.

 

 

< 시간초과가 난 코드 >

//var input = readLine()!.split(separator: " ").map{ Int($0)! }
//var k = Int(readLine()!)!
//var graph = [Int: [[Int]]]()
//var dp = Array(repeating: -1, count: input[0]+1)
//dp[k] = 0
//
//for i in 0..<input[1] {
//    var inp = readLine()!.split(separator: " ").map{ Int($0)! }
//    if graph[inp[0]] == nil {
//        graph[inp[0]] = [[inp[1],inp[2]]]
//    } else {
//        var b = false
//        for i in 0..<graph[inp[0]]!.count {
//            if graph[inp[0]]![i][0] == inp[1] {
//                b = true
//                if graph[inp[0]]![i][1] > inp[2] {
//                    graph[inp[0]]![i][1] = inp[2]
//                }
//            }
//        }
//        if !b {
//            graph[inp[0]]!.append([inp[1],inp[2]])
//        }
//    }
//}
//
//var visitedQueue = [Int]()
//var needVisitQueue = [k]
//var nums = [Int]()
//
//while !needVisitQueue.isEmpty {
//    var node = needVisitQueue.removeFirst()
//    var num = 0
//    if nums.count != 0 { num = nums.removeFirst() }
//    if visitedQueue.contains(node) {
//        if dp[node] > num {
//            dp[node] = num
//        }
//    } else {
//        dp[node] = num
//    }
//    visitedQueue.append(node)
//    if graph[node] != nil {
//        for i in 0..<graph[node]!.count {
//            needVisitQueue.append(graph[node]![i][0])
//            nums.append(graph[node]![i][1] + num)
//        }
//    }
//}
//
//for i in 1..<dp.count {
//    if dp[i] == -1 {
//        print("INF")
//    } else {
//        print(dp[i])
//    }
//}

 

 

import Foundation

struct Heap<T: Comparable> {
    private var elements = [T]()
    private let sortFunction: (T,T) -> Bool
    
    var isEmpty: Bool {
        return self.elements.count == 1
    }
    var peek: T? {
        if self.elements.isEmpty { return nil}
        return self.elements[1]
    }
    
    var count: Int {
        return self.elements.count - 1
    }
    
    init(elements: [T] = [], sortFunction:@escaping (T,T) -> Bool) {
        if !elements.isEmpty {
            self.elements = [elements.first!] + elements
        } else {
            self.elements = elements
        }
        self.sortFunction = sortFunction
        
        if self.elements.count > 1 {
            buildHeap()
        }
    }
    
    func leftChild(of index: Int) -> Int {
        return index * 2
    }
    func rightChild(of index: Int) -> Int {
        return index * 2 + 1
    }
    func parent(of index: Int) -> Int {
        return index / 2
    }
    
    mutating func swimUp(from index: Int) {
        var index = index
        while index != 1 && self.sortFunction(self.elements[index], self.elements[self.parent(of: index)]) {
            self.elements.swapAt(index, self.parent(of: index))
            index = self.parent(of: index)
        }
    }
    
    mutating func insert(node: T) {
        if self.elements.isEmpty {
            self.elements.append(node)
            return
        }
        self.elements.append(node)
        self.swimUp(from: self.elements.endIndex - 1)
    }
    
    mutating func diveDown(from index: Int) {
        var higherPriority = index
        let leftIndex = self.leftChild(of: index)
        let rightIndex = self.rightChild(of: index)
        
        if leftIndex < self.elements.endIndex && self.sortFunction(self.elements[leftIndex], self.elements[higherPriority]) {
            higherPriority = leftIndex
        }
        if rightIndex < self.elements.endIndex && self.sortFunction(self.elements[rightIndex], self.elements[higherPriority]) {
            higherPriority = rightIndex
        }
        
        if higherPriority != index {
            self.elements.swapAt(index, higherPriority)
            self.diveDown(from: higherPriority)
        }
    }
    
    mutating func buildHeap() {
        for index in (1...self.elements.count / 2).reversed() {
            self.diveDown(from: index)
        }
    }
    
    mutating func remove() -> T? {
        if self.elements.isEmpty { return nil }
        self.elements.swapAt(1, self.elements.endIndex - 1)
        let deleted = self.elements.removeLast()
        self.diveDown(from: 1)
        
        return deleted
    }
}

struct PriorityQueue<T: Comparable> {
    var heap: Heap<T>
    
    init( elements: [T] = [], sort: @escaping (T,T) -> Bool) {
        heap = Heap(elements: elements, sortFunction: sort)
    }
    var count: Int {
        return heap.count
    }
    var isEmpty: Bool {
        return heap.isEmpty
    }
    
    func top() -> T? {
        return heap.peek
    }
    
    mutating func clear() {
        while !heap.isEmpty {
            heap.remove()
        }
    }
    
    mutating func pop() -> T? {
        return heap.remove()
    }
    mutating func push(element: T) {
        heap.insert(node: element)
    }
}
struct Node: Comparable {
    static func < (lhs: Node, rhs: Node) -> Bool {
        lhs.cost < rhs.cost
    }
    
    init(_ node: Int,_ cost: Int) {
        self.node = node
        self.cost = cost
    }
    let node: Int
    let cost: Int
}

var input = readLine()!.split(separator: " ").map{ Int($0)! }
var k = Int(readLine()!)!
var arr = Array(repeating: Array<(Int, Int)>(), count: input[0] + 1)
var dp = Array(repeating: Int.max, count: input[0]+1)
dp[k] = 0
for i in 0..<input[1] {
    let inp = readLine()!.split(separator: " ").map{ Int($0)! }
    let (s, a, c) = (inp[0], inp[1], inp[2])
    arr[s].append((a, c))
}

func dijkstra(start: Int) {
    var pq = PriorityQueue<Node>(sort: < )
    pq.push(element: Node(start, 0))
    pq.push(element: Node(start, 0))
    
    while !pq.isEmpty {
        let nd = pq.pop()!
        if dp[nd.node] < nd.cost {
            continue
        }
        
        for next in arr[nd.node] {
            let cost = nd.cost + next.1
            
            if cost < dp[next.0] {
                dp[next.0] = cost
                pq.push(element: Node(next.0, cost))
            }
        }
    }
}

dijkstra(start: k)

for i in 1..<dp.count {
    if dp[i] == Int.max {
        print("INF")
    } else {
        print(dp[i])
    }
}