• 刷题总结——次小生成树(bzoj1977 最小生成树+倍增)


    题目:

    Description

    小 C 最近学了很多最小生成树的算法,Prim 算法、Kurskal 算法、消圈算法等等。 正当小 C 洋洋得意之时,小 P 又来泼小 C 冷水了。小 P 说,让小 C 求出一个无向图的次小生成树,而且这个次小生成树还得是严格次小的,也就是说: 如果最小生成树选择的边集是 EM,严格次小生成树选择的边集是 ES,那么需要满足:(value(e) 表示边 e的权值)  这下小 C 蒙了,他找到了你,希望你帮他解决这个问题。

    Input

    第一行包含两个整数N 和M,表示无向图的点数与边数。 接下来 M行,每行 3个数x y z 表示,点 x 和点y之间有一条边,边的权值为z。

    Output

    包含一行,仅一个数,表示严格次小生成树的边权和。(数据保证必定存在严格次小生成树)

    Sample Input

    5 6
    1 2 1
    1 3 2
    2 4 3
    3 5 4
    3 4 3
    4 5 6

    Sample Output

    11

    数据中无向图无自环; 50% 的数据N≤2 000 M≤3 000; 80% 的数据N≤50 000 M≤100 000; 100% 的数据N≤100 000 M≤300 000 ,边权值非负且不超过 10^9 。

    题解:

      次小生成树的模板题···

      基本思路是求一次最小生成树··然后枚举那些非树边··找到以非树边两端点在树上路径中最大的一条边··将其删除并换上这条边然后计算目前答案··最后将所有算出的答案取min

      唯一的问题是如何快速求得两端点原树路径上的最大边··可以采用树上倍增的方式··我们预处理出g[i][j],即i向上走2^j条边对应的祖先··以及maxx[i][j],走2^j的边中的最大值··

      因为这道题是求严格次小的···我们不得不再预处理出一个minx[i][j],为次小值,至于如何求看代码吧··

      然后就是常规的倍增思想··设我们枚举的非树边的两端点为a,b,我们找出它们在树上的lca,然后a和b在跳向lca时求得各自的最大值··注意由于是严格次大的··我们在跳的时候如果此时的maxx已经等于非树边的权值··我们就只能取minx···最后求ab中的最大值就是最大的一条边了

    代码:

      

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstdlib>
    #include<cmath>
    #include<ctime>
    #include<cstring>
    #include<string>
    #include<cctype>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    const int N=1e5+5;
    const int M=3e5+5;
    struct node
    {
      int a,b,val;
    }ed[M];
    long long sum=0;
    int first[N],next[M*2],go[M*2],val[M*2],tot,n,m;
    int deep[N],maxx[N][20],minx[N][20],g[N][20],father[N];
    bool vis[M];
    inline int R()
    {
      char c;int f=0;
      for(c=getchar();c<'0'||c>'9';c=getchar());
      for(;c<='9'&&c>='0';c=getchar())  f=(f<<3)+(f<<1)+c-'0';
      return f;
    }
    inline bool cmp(node a,node b)
    {
      return a.val<b.val;
    }
    inline int get(int a)
    {
      if(father[a]==a)  return a;
      else return father[a]=get(father[a]);
    }
    inline void comb(int a,int b,int c)
    {
      next[++tot]=first[a],first[a]=tot,go[tot]=b,val[tot]=c;
      next[++tot]=first[b],first[b]=tot,go[tot]=a,val[tot]=c;
    }
    inline void kruscal()
    {
      sort(ed+1,ed+m+1,cmp);
      int temp=0;
      for(int i=1;i<=m;i++)
      {
        int fa=get(ed[i].a),fb=get(ed[i].b);
        if(fa!=fb)
        {
          father[fa]=fb;temp++;sum+=ed[i].val;vis[i]=true;
          comb(ed[i].a,ed[i].b,ed[i].val);
        }
        if(temp==n-1)  break;
      }
    }
    inline void dfs(int u,int fa)
    {
      for(int e=first[u];e;e=next[e])
      {
        int v=go[e];if(v==fa)  continue;
        deep[v]=deep[u]+1;maxx[v][0]=val[e];g[v][0]=u;dfs(v,u);
      }
    }
    inline void pre()
    {
      for(int i=1;i<=18;i++)
        for(int j=1;j<=n;j++)
        {
          g[j][i]=g[g[j][i-1]][i-1];
          maxx[j][i]=max(maxx[j][i-1],maxx[g[j][i-1]][i-1]);
          minx[j][i]=max(minx[j][i-1],minx[g[j][i-1]][i-1]);
          if(maxx[j][i-1]<maxx[g[j][i-1]][i-1]&&minx[j][i]<maxx[j][i-1])  minx[j][i]=maxx[j][i-1];
          else if(maxx[j][i-1]>maxx[g[j][i-1]][i-1]&&minx[j][i]<maxx[g[j][i-1]][i-1])  minx[j][i]=maxx[g[j][i-1]][i-1];
        }
    }
    inline int getlca(int a,int b)
    {
      if(deep[a]<deep[b])  swap(a,b);
      int i,j;
      for(i=0;(1<<i)<=deep[a];i++);i--;
      for(j=i;j>=0;j--)
        if(deep[a]-(1<<j)>=deep[b])  a=g[a][j];
      if(a==b)  return a;
      for(i=18;i>=0;i--)
        if(g[a][i]!=g[b][i])  a=g[a][i],b=g[b][i];
      return g[a][0];
    }
    inline int find(int a,int b,int lca,int lim)
    {
      int i,j,lmax=0,rmax=0;
      for(i=0;(1<<i)<=deep[a];i++);i--;
      for(j=i;j>=0;j--)
        if(deep[a]-(1<<j)>=deep[lca])
        {
          if(maxx[a][j]!=lim)  lmax=max(lmax,maxx[a][j]);
          else lmax=max(lmax,minx[a][j]);
          a=g[a][j];
        }
      for(i=0;(1<<i)<=deep[b];i++);i--;
      for(j=i;j>=0;j--)
        if(deep[b]-(1<<j)>=deep[lca])
        {
          if(maxx[b][j]!=lim)  rmax=max(rmax,maxx[b][j]);
          else rmax=max(rmax,minx[b][j]);
          b=g[b][j];
        }
      return max(lmax,rmax);
    }
    inline void getans()
    {
      long long ans=2e+18;
      for(int i=1;i<=m;i++)
        if(!vis[i])
        {
          int a=ed[i].a,b=ed[i].b,c=ed[i].val;
          int lca=getlca(a,b);
          int temp=find(a,b,lca,c);
          if(temp!=c&&ans>sum-temp+c)  ans=sum-temp+c;
        }
      cout<<ans<<endl;
    }
    int main()
    {
      //freopen("a.in","r",stdin);
      n=R(),m=R();
      for(int i=1;i<=n;i++)  father[i]=i;
      for(int i=1;i<=m;i++)  ed[i].a=R(),ed[i].b=R(),ed[i].val=R(); 
      kruscal();
      dfs(1,0);
      pre();
      getans();
      return 0;
    }

      

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