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提示:拓扑排序
这道题有隐含这一信息,每输入一对关系,如果判定有结果,则可以忽略后面输入数据,即使后面输入数据能改变结果,也不用管。所以应该每输入一个关系就去更新当前的图,然后进行一趟拓扑排序。一旦产生结果,再对后面的数据处理下,就可以输出结果。
所有可能的情况罗列:
(独家经验原创,重中之重!可以说没有这些,这题就无法AC!)
一、当输入的字母全部都在前n个大写字母范围内时:
(1) 最终的图 可以排序:
在输入结束前如果能得到最终的图(就是用这n个字母作为顶点,一个都不能少);
而且最终得到的图 无环;
只有唯一一个 无前驱(即入度为0)的结点,但允许其子图有多个无前驱的结点。
在这步输出排序后,不再对后续输入进行操作
(2)输出矛盾
在输入结束前如果最终图的子图有环
在这步输出矛盾后,不再对后续输入进行操作
(3)输出无法确认排序
这种情况必须全部关系输入后才能确定,其中又有2种可能
①最终图的字母一个不缺,但是有多个 无前驱结点
②输入结束了,但最终的图仍然字母不全,与 无前驱结点 的多少无关
二、当输入的字母含有 非前n个大写字母 的字母时(超出界限):
(1) 输出矛盾
输入过程中检查输入的字母(结点),若 前n个大写字母 全部出现,则在最后一个大写字母出现的那一步 输出矛盾
(2) 输出无法确认排序
最后一步输入后,前n个大写字母 仍然未全部出现,则输出 无法确认排序
PS:在使用“无前驱结点”算法时必须要注意,在“矛盾优先”的规律下,必须考虑一种特殊情况,就是多个无前驱结点与环共存时的情况,即输入过程中子图都是有 多个无前驱结点,最后一步输入后出现了环,根据算法的特征,很容易输出“不能确认排序”,这是错的,必须适当修改算法,输出“矛盾”。
例如:
6 6
A<F
B<D
C<E
F<D
D<E
E<F
输出矛盾
1 //Memory Time
2 //276K 0MS
3
4 #include<iostream>
5 using namespace std;
6
7 int n,m; //n结点下限,m关系对
8 char top_out[26]; //排序输出列表
9 int po=0; //输出列表的指针
10
11 typedef class degree
12 {
13 public:
14 int in; //入度
15 char to[26]; //记录指向的所有顶点,以便删除出度的操作
16 int pt; //数组to的指针
17 };
18
19 int top_sort(degree alph[],bool mark[],int num)
20 {
21 /*假设图G的当前子图为F*/
22
23 memset(top_out,'\0',sizeof(top_out));
24 po=0;
25
26 int del_n=0;
27 int zero=0; //记录图F中入度为0的结点个数
28 for(int i='A';i<'A'+n;i++)
29 if(mark[i] && !alph[i].in)
30 zero++;
31
32 bool flag=false;
33 while(zero>0)
34 {
35 if(zero>1) //图F的无前驱结点的个数不唯一,排序无法确定
36 flag=true; //考虑到"矛盾"的优先性,避免在多个0入度结点情况下,最后一步输入刚好出现环(此时为矛盾)
37 //所以这里先不返回值,而是先标记,执行拓扑,根据情况决定返回值
38
39 for(int k='A';k<='A'+n;k++) //寻找图F的唯一的前驱结点
40 if(mark[k] && !alph[k].in)
41 {
42 mark[k]=false; //删除图F的唯一无前驱结点k
43 del_n++; //记录删除的结点数
44 top_out[po++]=k; //k记录到排序输出列表
45 for(int i=0;i<alph[k].pt;i++) //删除结点k的所有出度边
46 alph[ alph[k].to[i] ].in--;
47 break;
48 }
49
50 zero=0;
51 for(int j='A';j<='A'+n;j++)
52 if(mark[j] && !alph[j].in)
53 zero++;
54 }
55
56 if(flag && del_n==num)
57 return 3;
58 if(del_n<num) //说明图F存在有向环,矛盾,与0入度结点的多少无关。因为矛盾优先
59 return 2;
60 if(!flag && del_n==num && del_n<n) //图F能排序,但不能确定图G是否能排序,还需继续输入观察
61 return 3;
62 if(!flag && del_n==n) //图G能排序
63 return 1;
64 }
65
66 int main(void)
67 {
68 int num; //标记前n个字母出现个数,用于最终检查是否前n个字母均已被读入
69 //*_t[]是用于备份的额外数组
70 bool mark['Z'+1],mark_t['Z'+1]; //标记当前图G所使用的字母(结点)
71 degree alph['Z'+1],alph_t['Z'+1];
72
73 while(true)
74 {
75 /*Input*/
76
77 cin>>n>>m;
78
79 if(!n||!m)
80 break;
81
82 /*Initial*/
83
84 memset(mark,false,sizeof(mark));
85 memset(mark_t,false,sizeof(mark_t));
86 num=0;
87
88 for(int k='A';k<'A'+n;k++)
89 {
90 alph[k].in=alph_t[k].in=0;
91 alph[k].pt=alph_t[k].pt=0;
92 memset(alph[k].to,'\0',sizeof(alph[k].to));
93 memset(alph_t[k].to,'\0',sizeof(alph_t[k].to));
94 }
95
96 /*Structure Maps*/
97
98 char x,symbol,y; //临时变量
99 bool flag=false;
100 bool sign=false;
101 int value; //记录拓扑返回的值
102 int step; //记录当前情况发生的步骤
103 for(int pair=1;pair<=m;pair++)
104 {
105 cin>>x>>symbol>>y;
106
107 if(x>='A'+n || y>='A'+n) //当输入的结点不在前n个字母范围内时
108 sign=true; //不再进行拓扑,单纯检查后续输入是否把前n个字母都输入了
109 //为了区分非前n个字母的字母的输入时间,是在确认了排序或矛盾之前还是之后
110 //在确认 排序或矛盾之前:flag=false,sign=true
111 //在确认 排序或矛盾之后:flag=true,sign=true
112
113 if(!mark[x] && x<'A'+n)
114 num++;
115 if(!mark[y] && y<'A'+n)
116 num++;
117
118 if(!flag && !sign)
119 {
120 value=0;
121
122 mark[x]=mark[y]=true; //顶点标记
123 mark_t[x]=mark_t[y]=true;
124
125 alph[y].in++; //入度标记
126 alph_t[y].in++;
127
128 alph[x].to[ alph[x].pt++ ]=y; //指向标记 & 指针移动
129 alph_t[x].to[ alph_t[x].pt++ ]=y;
130
131 /*Top-Sort & Sign*/
132
133 value=top_sort(alph_t,mark_t,num); //每次输入后图都被更新,要重新拓扑
134 if(value==1) //排序确认
135 {
136 step=pair; //记录确认排序的位置
137 flag=true; //不再对后续输入处理
138 }
139 else if(value==2) //矛盾
140 {
141 step=pair; //记录矛盾发生的位置
142 flag=true; //不再对后续输入处理
143 }
144 else if(value==3 && pair<m) //排序(暂时)无法确认,需继续处理后续输入
145 for(int k='A';k<'A'+n;k++) //数据还原
146 {
147 mark_t[k]=mark[k];
148 alph_t[k].in=alph[k].in;
149 }
150
151 if(pair==m && value==0)
152 value=3;
153 }
154
155 if(sign && !flag && num==n) //在确认 排序或矛盾之前,当存在有非前n个字母的结点时的"矛盾"
156 {
157 step=pair;
158 value=2;
159 }
160 else if(sign && !flag && pair==m && num<n) //在确认 排序或矛盾之前,当存在有非前n个字母的结点时的"无法确认排序"
161 value=3;
162 }
163
164 if(value==1)
165 {
166 cout<<"Sorted sequence determined after "<<step<<" relations: ";
167 for(int i=0;i<po;i++)
168 cout<<top_out[i];
169 cout<<'.'<<endl;
170 }
171 else if(value==2)
172 cout<<"Inconsistency found after "<<step<<" relations."<<endl;
173 else if(value==3)
174 cout<<"Sorted sequence cannot be determined."<<endl;
175 }
176 return 0;
177 }