PAT甲级1021解法

原题链接

https://pintia.cn/problem-sets/994805342720868352/problems/994805482919673856

思路

这题实际上包含了两个问题，一个是判断给出的图是不是树，另一个是找出最深的根节点。

对于第一个问题，网上有一些做法是从任意结点开始深度遍历，看能否一次遍历完所有结点，相当于一个连通图，如果不能，则总共需要遍历的次数即联通子图的个数。我的做法与此不同，在每次读入时判断两个端点是否都已经被访问过，如果不是，则记录两个端点为已访问，如果是，说明图不是树，并且将联通子图的个数加一。大家可以在纸上画一画看看是不是这样。

对于第二个问题，我的方法是对每个结点深度遍历，每下一层则记录的depth加1，如果depth比maxDepth大，则更新maxDepth为depth。对每个结点计算出的maxDepth做比较，将最大的几个结点插入结果集。这里有一个问题，一开始不知道最大的是几，有可能第一个就是最大了，所以插入结点分为大于和等于两种情况。具体详见代码

遇到的问题是在第3个测试点时提示内存超限。参考了一下网上的方法，在不破坏自己其他算法的情况下，将记录图的数据结构从邻接矩阵换成了邻接表。发现C++实现不包含取值信息的邻接表其实非常简单，和动态二维数组基本没什么区别，或者可以说是一种简化的动态二维数组。之前我们使用的是vector<vector >,本质上可以看作是一个大数组，同时每个大数组元素代表一个小数组，这里面每个小数组的大小是任意的，当我们想用它实现矩阵时，是人为地预先设置好小数组的大小，并且每个小数组的大小都是相等的，而如果是邻接表，我们只要不设定小数组的大小，让它的初始大小为0，之后对每个结点对应的数组分别动态插入该结点联通的结点信息即可。

代码

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
vector<vector<int> > graph;

int maxDepth = 0;
vector<int> deepestRoot;
vector<int> reached;
int findDeepest(int root, int N, int depth);
int main()
{
	int N;
	cin >> N;
	graph.resize(N + 1);
	reached.assign(N + 1, 0);
	bool isTree = true;
	int connected = 1;
	for (int i = 0; i < N - 1; i++)
	{
		int a, b;
		cin >> a >> b;
		if (reached[a] == 1 && reached[b] == 1)	//两个点之前都已经访问过
		{
			isTree = false;
			connected++;
		}
		else
		{
			reached[a] = reached[b] = 1;
			graph[a].push_back(b);
			graph[b].push_back(a);
		}
	}
	if (isTree == false)	//不是树
		cout << "Error: " << connected << " components";
	else
	{
		int deepst = 0;
		for (int i = 1; i <= N; i++)
		{
			maxDepth = 0;
			reached.assign(N + 1, 0);
			int temp = findDeepest(i, N, 0);
			if (temp > deepst)
			{
				deepst = temp;
				deepestRoot.clear();
				deepestRoot.push_back(i);
			}
			else if (temp == deepst)
			{
				deepestRoot.push_back(i);
			}
		}
		for (int i = 0; i < deepestRoot.size(); i++)
		{
			cout << deepestRoot[i] << endl;
		}
	}
	return 0;
}
int findDeepest(int root, int N, int depth)
{
	reached[root] = 1;
	depth++;
	if (depth > maxDepth)
		maxDepth = depth;
	for (int i = 0; i < graph[root].size(); i++)
	{
		int t = graph[root][i];
		if (reached[t] == 0)	//有通路且没有被访问过
		{
			findDeepest(t, N, depth);
		}
	}
	return maxDepth;
}