• NOIP2013 DAY2 T3火车运输


    传送门

    题目描述

    A 国有 n 座城市,编号从 1 到 n,城市之间有 m 条双向道路。每一条道路对车辆都有重量限制,简称限重。现在有 q 辆货车在运输货物, 司机们想知道每辆车在不超过车辆限重的情况下,最多能运多重的货物。

    输入输出格式

    输入格式:

    输入文件名为 truck.in。

    输入文件第一行有两个用一个空格隔开的整数 n,m,表示 A 国有 n 座城市和 m 条道

    路。 接下来 m 行每行 3 个整数 x、 y、 z,每两个整数之间用一个空格隔开,表示从 x 号城市到 y 号城市有一条限重为 z 的道路。注意: x 不等于 y,两座城市之间可能有多条道路 。

    接下来一行有一个整数 q,表示有 q 辆货车需要运货。

    接下来 q 行,每行两个整数 x、y,之间用一个空格隔开,表示一辆货车需要从 x 城市运输货物到 y 城市,注意: x 不等于 y 。

    输出格式:

    输出文件名为 truck.out。

    输出共有 q 行,每行一个整数,表示对于每一辆货车,它的最大载重是多少。如果货

    车不能到达目的地,输出-1。

    输入输出样例

    输入样例#1: 复制
    4 3
    1 2 4
    2 3 3
    3 1 1
    3
    1 3
    1 4
    1 3
    输出样例#1: 复制
    3
    -1
    3

    说明

    对于 30%的数据,0 < n < 1,000,0 < m < 10,000,0 < q< 1,000;

    对于 60%的数据,0 < n < 1,000,0 < m < 50,000,0 < q< 1,000;

    对于 100%的数据,0 < n < 10,000,0 < m < 50,000,0 < q< 30,000,0 ≤ z ≤ 100,000。

    这个问题叫最大瓶颈路径。

    结论: 最大瓶颈路径一定在最大生成树中。

    证明:

    反证法。如果最大瓶颈路径不存在与最大生成树中。这些不在最大生成树中的边会和最大生成树形成环。

    我们删掉环上最小的边,保留这一条边,会得到一棵新的更大的生成树。这与原来那棵树是最大生成树矛盾了

    所以这一题我们就先用kruskal求最小生成树,然后转化为求树上路径的最短边。

    对于求最短边,我们只要用求LCA的倍增里面加点东西就行了。

    我们设f[i][j]为i节点的第2^j的祖先,设dism[i][j]为从i节点到i的第2^j个节点的最小边长。

    然后只要在对f数组进行递推的过程中顺便递推dism数组就行。

    递推公式为:  dism[i][j] = min(dism[i][j-1],diam[f[i][j-1]][j-1])   。 

    递推前需要对dism数组进行初始化全设为最大值。

    之后在求,u,v两点的最近公共祖先时,随着点的跳跃二每部进行更新最小值就行了。

    另外,在用kruskal建最小生成树时,可能有一些点是不在树上的(因为这些点不连通),所以我们用一个belong数组记录那些点在树上,

    当询问时,我们就先判断要询问的两点同不同时在树上,如果不在,输出-1,否则进行求最近公共祖先的过程。

    下面是代码,有问题留言。

    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    #define N 10009
    #define M 50009
    using namespace std;
    
    int en,n;
    
    struct edge{                 //存最大生成树的图 
        int e,d;
        edge *next;
    }*v[N],ed[2*N];
    
    void add_edge(int s,int e,int d){
        en++;
        ed[en].next = v[s],v[s] = ed+en,v[s]->e =e;
        ed[en].d =d;
    }
    
    struct edg{                    //存原图 
        int s,e,d;
    }ek[M];
    
    int eni;
    void add_edgei(int s,int e,int d){
        eni++;
        ek[eni].s = s,ek[eni].e = e,ek[eni].d =d;
    }
    
    int fa[N];
    
    int getf(int now){                        //并查集 
        if(fa[now] == now)return now;
        else return fa[now] = getf(fa[now]);
    }
    
    bool operator <(const edg &a,const edg &b){        //重载运算符 
        return a.d > b.d;
    }
    
    int belong[N];
    
    void kruskal(){                        //建图 
        for(int a = 1; a <= n; a++)fa[a] =a;
        sort(ek+1,ek+eni+1);
        for(int i = 1; i <= eni; i++){
            int f1 = getf(ek[i].s);
            int f2 = getf(ek[i].e);
            if(f1 != f2){
                fa[f2] = f1;
                add_edge(ek[i].s,ek[i].e,ek[i].d);
                add_edge(ek[i].e,ek[i].s,ek[i].d);
                belong[ek[i].s] = 1;                //记录当前两点在树上 
                belong[ek[i].e] = 1;
            }
        }
    }
    
    int read(){                                //读入优化 
        int x = 0;
        char ch = getchar();
        while(ch < '0' || ch > '9')ch = getchar();
        while(ch >= '0' && ch <= '9'){
            x = x * 10 + ch -'0';
            ch = getchar();
        }
        return x;
    }
    
    int f[N][25],dism[N][25],deep[N];
    bool use[N];
    
    void dfs(int now,int dep){
        use[now] = true;
        deep[now] = dep;
        for(int k = 1; k <= 19; k++){
            int j = f[now][k-1];
            f[now][k] = f[j][k-1];
            dism[now][k] = min(dism[now][k-1],dism[j][k-1]);
        }
        for(edge *e = v[now];e;e=e->next)
          if(!use[e->e]){
              f[e->e][0] = now;
              dism[e->e][0] = e->d;
              dfs(e->e,dep+1);
          }
        use[now] = false;
    }
    
    
    int jump(int u,int step,int &minc){
        for(int k = 0; k <= 19; k++)
           if((step & (1 << k))){
                   minc = min(minc,dism[u][k]);
                   u = f[u][k];
           }
        return u;
    }
    
    int qlca(int u,int v){
        if(belong[u] != belong[v])return -1;        //u,v,两点不在树上 
        if(deep[u] < deep[v])swap(u,v);
        int minc = 100009;
        u = jump(u,deep[u]-deep[v],minc);
        for(int k = 19; k >= 0; k--)
           if(f[u][k] != f[v][k]){
                  minc = min(dism[v][k],min(minc,dism[u][k]));
                  u = f[u][k];
                  v = f[v][k];
           }
        if(u == v)return minc;
        else return min(minc,min(dism[u][0],dism[v][0]));
    }
    
    int main(){
        memset(dism,0x3f,sizeof(dism));
        int m;
        n = read(),m = read();
        for(int i = 1; i <= m; i++){
            int u = read(),v = read(),d = read();
            add_edgei(u,v,d);
        }
        kruskal();                
        f[1][0] = 1;
        dfs(1,0);
        int q = read();
        while(q--){
            int u = read(), v =read();
            printf("%d
    ",qlca(u,v));          //求u,v/路径的最小边 
        }
        return 0; 
    } 
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