• P2024 食物链(种类并查集)


    P2024 [NOI2001]食物链

    题目描述

    动物王国中有三类动物 A,B,C,这三类动物的食物链构成了有趣的环形。A 吃 B,B吃 C,C 吃 A。
    现有 N 个动物,以 1 - N 编号。每个动物都是 A,B,C 中的一种,但是我们并不知道它到底是哪一种。
    有人用两种说法对这 N 个动物所构成的食物链关系进行描述:

    • 第一种说法是“1 X Y”,表示 X 和 Y 是同类。
    • 第二种说法是“2 X Y”,表示 X 吃 Y 。

    此人对 N 个动物,用上述两种说法,一句接一句地说出 K 句话,这 K 句话有的是真的,有的是假的。当一句话满足下列三条之一时,这句话就是假话,否则就是真话。

    • 当前的话与前面的某些真的话冲突,就是假话
    • 当前的话中 X 或 Y 比 N 大,就是假话
    • 当前的话表示 X 吃 X,就是假话

    你的任务是根据给定的 N 和 K 句话,输出假话的总数。

    输入格式

    第一行两个整数,N,K,表示有 N 个动物,K 句话。
    第二行开始每行一句话

    输出格式

    一行,一个整数,表示假话的总数。


    经典的种类并查集使用

    好像也叫带权并查集
    由此觉得并查集并不是一个简单的东西

    我们可以对并查集中的每一个元素,记录一个(relation(x)),表示(x)(fa(x))的关系
    (relation(x))有三种值:

    • 0,表示(x)(fa(x))是同类
    • 1,表示(x)(fa(x))吃掉
    • 2,表示(x)吃掉(fa(x))

    当然,一开始的时候每个节点的父亲都是自己,(relation)也就是0,自己和自己是同类

    那么,我们在进行路径压缩的时候,更新了(fa(x))的同时,就也要更新(relation(x))
    考虑我们知道(relation(x),relation(fa(x))),如何退出(x)和它的爷爷的关系?
    即为:((relation(x)+relation(fa(x)))mod 3)
    试一下就知道,这对于每种情况都是成立的,因为懒就不写出来了
    其实这样说明了,刚才的的三个值并不是乱取的,要根据如何写上面那个公式简单来确定这三个值的意义

    那么考虑另一件事,(relation(x))(x)相对于它的父亲的信息,那么如何通过(relation(x))得到它父亲相对于它的信息?
    试试三种情况就知道,是((3-relation(x)) mod 3)
    稍微举个例子,比如(x)能吃掉(fa(x)),也就是(relation(x)=2)
    那么(3-relation(x)=1),也就是说明,(fa(x))(x)吃掉

    有了这个,就可以去考虑如何将两个集合合并了
    (x,y)的根分别是(findx,findy),那么我们首先让(fa(findy)=findx)
    那么(fa(findy))被更新了,那么(relation(findy))就也要更新
    放上代码,对着代码说应该比较方便

    inline void link(int x,int y,int findx,int findy,int o){
    	fa[findy]=findx;
    	relation[findy]=(3-relation[y]+o-1+relation[x])%3;
    }
    

    那个o就是一句话的类型,(o=1)表示同类,(o=2)表示(x)(y)
    然后连完以后是这个样字,省略了其它无关节点

    要想知道(findx)(findy)的关系,肯定是要从(x,y)入手,因为其它没有边相连的节点之间的关系是不确定的
    (o-1),即为(y)相对于相对于(x)的关系,换句话说,就是如果(y)的父亲是(x),那么(relation(y)=o-1)
    那么我们可以在原来的树里想象出一些边,即为下图中的蓝色边,这些边是由父亲指向儿子

    结合之前说的求(x)相对于它爷爷的关系的方法,我们可以给这个方法再加深一层
    也就是求(findy)相对于它爸爸的爸爸的爸爸的关系(((
    其实就是顺着那些蓝色箭头往回走,那么走了这么三层,就到(findx)
    那么这三段蓝箭头产生的(relation)值加起来模3就行了
    这也体现出以一个巧妙的方式确定(relation)的值多么重要,如果是瞎确定的,没有一个简洁的公式,那么上一步两层的还好,这一步变成三层就极其麻烦了
    那么就是((3-relation(y))+(o-1)+relation(x)mod 3),顺序是逆着箭头方向来的

    所以这题基本就清晰了,部分细节看代码就好了
    但是有一个实现上的地方要说一说,就是find函数

    int find(int x){
    	if(fa[x]==x) return x;
    	int tmp=fa[x];
    	fa[x]=find(fa[x]);
    	relation[x]=(relation[x]+relation[tmp])%3;
    	return fa[x];
    }
    

    为什么要先将fa[x]=find(fa[x])后再更新relation[x]
    因为在处理fa[x]之前,如果就用relation[fa[x]]去更新relation[x],那么此时fa[x]与根的关系可能是没更新的错误信息,不能被用来更新relation[x]

    为什么要定义一个tmp=fa[x]
    因为在fa[x]=find(fa[x])后,fa[x]的值有了变更

    所以,并查集这玩意本身好像并不难,但一些更高级的应用还是有点东西的
    当然也是我太蒻的原因

    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    #include<iostream>
    #include<cmath>
    #include<iomanip>
    #include<cstring>
    #define reg register
    #define EN std::puts("")
    #define LL long long
    inline int read(){
    	int x=0,y=1;
    	char c=std::getchar();
    	while(c<'0'||c>'9'){if(c=='-') y=0;c=std::getchar();}
    	while(c>='0'&&c<='9'){x=x*10+(c^48);c=std::getchar();}
    	return y?x:-x;
    }
    int n,m;
    int fa[50006],relation[50006];
    inline void link(int x,int y,int findx,int findy,int o){
    	fa[findy]=findx;
    	relation[findy]=(3-relation[y]+o-1+relation[x])%3;
    }
    int find(int x){
    	if(fa[x]==x) return x;
    	int tmp=fa[x];
    	fa[x]=find(fa[x]);
    	relation[x]=(relation[x]+relation[tmp])%3;
    	return fa[x];
    }
    int main(){
    	n=read();m=read();
    	reg int ans=0;
    	for(reg int i=1;i<=n;i++) fa[i]=i;
    	for(reg int i=1,o,x,y;i<=m;i++){
    		o=read();x=read();y=read();
    		if(x>n||y>n){ans++;continue;}
    		if(o==2&&x==y){ans++;continue;}
    		int findx=find(x),findy=find(y);
    		if(findx!=findy) link(x,y,findx,findy,o);
    		else{
    			if(o==1){if(relation[x]!=relation[y]) ans++;}
    			else{
    				if((relation[y]+3-relation[x])%3!=1) ans++;
    			}
    		}
    	}
    	std::printf("%d",ans);
    	return 0;
    }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/suxxsfe/p/12595969.html
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