• POJ 1659 Frogs' Neighborhood(可图性判定—Havel-Hakimi定理)【超详解】


    Frogs' Neighborhood

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    Description

    未名湖附近共有N个大小湖泊L1, L2, ..., Ln(其中包括未名湖),每个湖泊Li里住着一只青蛙Fi(1 ≤ iN)。如果湖泊LiLj之间有水路相连,则青蛙FiFj互称为邻居。现在已知每只青蛙的邻居数目x1, x2, ..., xn,请你给出每两个湖泊之间的相连关系。

    Input

    第一行是测试数据的组数T(0 ≤ T ≤ 20)。每组数据包括两行,第一行是整数N(2 < N < 10),第二行是N个整数,x1, x2,..., xn(0 ≤ xiN)。

    Output

    对输入的每组测试数据,如果不存在可能的相连关系,输出"NO"。否则输出"YES",并用N×N的矩阵表示湖泊间的相邻关系,即如果湖泊i与湖泊j之间有水路相连,则第i行的第j个数字为1,否则为0。每两个数字之间输出一个空格。如果存在多种可能,只需给出一种符合条件的情形。相邻两组测试数据之间输出一个空行。

    Sample Input

    3
    7
    4 3 1 5 4 2 1 
    6
    4 3 1 4 2 0 
    6
    2 3 1 1 2 1 
    

    Sample Output

    YES
    0 1 0 1 1 0 1 
    1 0 0 1 1 0 0 
    0 0 0 1 0 0 0 
    1 1 1 0 1 1 0 
    1 1 0 1 0 1 0 
    0 0 0 1 1 0 0 
    1 0 0 0 0 0 0 
    
    NO
    
    YES
    0 1 0 0 1 0 
    1 0 0 1 1 0 
    0 0 0 0 0 1 
    0 1 0 0 0 0 
    1 1 0 0 0 0 
    0 0 1 0 0 0 
    

    Source

    题目链接:poj.org/problem?id=1659

    题目大意:给出一个非负整数的序列,问这个序列是否是可图序列,而是否可图,再根据Havel-Hakimi定理的方法来构图

    解题思路:

    Havel—Hakimi定理:由非负数组成的非增序列s:d1,d2,···,dn(n>=2,d1>=1)是可图的,当仅当序列

                      s1d2-1d3-1,···,dd1+1 -1,dd1+2,····,dn

    是可图的。序列s1中有n-1个非负数,s序列中d1后的前d1个度数减1后构成s1中的前d1个数。

     判定过程:(1)对当前数列排序,使其呈递减

                      (2)从v【2】开始对其后v【1】个数字-1

                      (3)一直循环直到当前序列出现负数(即不是可图的情况)或者当前序列全为0 (可图)时退出。


     
    3,举例:
    序列S:7,7,4,3,3,3,2,1 
    删除序列S的首项 7 ,对其后的7项每项减1,
    得到:6,3,2,2,2,1,0,
    继续删除序列的首项6,
    对其后的6项每项减1,
    得到:2,1,1,1,0,-1,
    到这一步出现了负数,因此该序列是不可图的

      再举例:
    序列:4 3 1 5 4 2 1
    排序之后:5 4 4 3 2 1 1
    删除5对后面5个数减1操作
    3 3 2 1 0 1
    排序
    3 3 2 1 1 0
    删除3对后面3个数减1操作
    2 1 0 1 0
    排序
    2 1 1 0 0
    删除2 对后面2个数减1操作
    0 0 0 0
    全为0,可图

    下面给出AC详解代码:

     1 #include <stdio.h>
     2 #include <string.h>
     3 #include <algorithm>
     4 using namespace std;
     5 #define N 15
     6 struct vertex
     7 {
     8     int degree;//顶点的度数
     9     int index;//顶点的序号
    10 }v[N];
    11 int cmp(const void *a,const void *b)
    12 {
    13     return ((vertex*)b)->degree-((vertex*)a)->degree;//度数按照从大到小排序
    14 }
    15 int main()
    16 {
    17     int r,k,p,q;//循环变量
    18     int i,j;//顶点序号(用于确定图中边的两个顶点)
    19     int d1;//对剩下序列排序后的第一个顶点(度数最大的顶点)的度数
    20     int T,n;//T表示测试数据个数,n表示湖泊个数
    21     int Edge[N][N],flag;//用数组Edge构建邻接矩阵,flag为是否存在合理相邻关系的标志
    22     scanf("%d",&T);
    23     while(T--)
    24     {
    25         scanf("%d",&n);
    26         for(i=0;i<n;i++)
    27         {
    28             scanf("%d",&v[i].degree);
    29             v[i].index=i;//按输入顺序给每个湖泊编号
    30         }
    31         memset(Edge,0,sizeof(Edge));//数组清零
    32         flag=1;
    33         for(int k=0;k<n&&flag;k++)
    34         {
    35             qsort(v+k,n-k,sizeof(vertex),cmp);//对v数组后n-k个元素按非递增序列排序
    36             i=v[k].index;//第k个顶点的序号
    37             d1=v[k].degree;//第k个顶点的度数
    38             if(d1>n-k-1)//根据Havel-Hakimi定理可知,如果第k个元素的度数超过剩余的n-k个顶点数,显然不成立,标记为0
    39                 flag=0;
    40             for(r=1;r<=d1&&flag;r++)
    41             {
    42                 j=v[k+r].index;//后面d1个顶点中每个顶点的序号
    43                 if(v[k+r].degree<=0)//根据Havel-Hakimi定理可知,对最大度数后面的d1个度数各减1后,出现了负数,显然不成立,标记为0
    44                     flag=0;
    45                 v[k+r].degree--;
    46                 Edge[i][j]=Edge[j][i]=1;//此题为无向图,无向图的任意两点存在一条边即可说明两点有关联,并且用Edge数组进行标记
    47             }
    48         }
    49         if(flag)
    50         {
    51             puts("YES");
    52             for(p=0;p<n;p++)
    53             {
    54                 for(q=0;q<n;q++)
    55                 {
    56                     if(q)
    57                         printf(" ");
    58                     printf("%d",Edge[p][q]);//打印邻接矩阵
    59                 }
    60                 puts("");//换行符,用printf("
    ")也行!
    61             }
    62         }
    63         else puts("NO");
    64         if(T)
    65             puts("");//换行符
    66     }
    67     return 0;
    68 }

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