• bzoj3732 Network(Kruskal重构树)


    Description

    给你N个点的无向图 (1 <= N <= 15,000),记为:1…N。
    图中有M条边 (1 <= M <= 30,000) ,第j条边的长度为: d_j ( 1 < = d_j < = 1,000,000,000).

    现在有 K个询问 (1 < = K < = 20,000)。
    每个询问的格式是:A B,表示询问从A点走到B点的所有路径中,最长的边最小值是多少?

    Input

    第一行: N, M, K。
    第2..M+1行: 三个正整数:X, Y, and D (1 <= X <=N; 1 <= Y <= N). 表示X与Y之间有一条长度为D的边。
    第M+2..M+K+1行: 每行两个整数A B,表示询问从A点走到B点的所有路径中,最长的边最小值是多少?

    Output

    对每个询问,输出最长的边最小值是多少。

    Sample Input
    6 6 8
    1 2 5
    2 3 4
    3 4 3
    1 4 8
    2 5 7
    4 6 2
    1 2
    1 3
    1 4
    2 3
    2 4
    5 1
    6 2
    6 1

    Sample Output
    5
    5
    5
    4
    4
    7
    4
    5

    HINT
    1 <= N <= 15,000
    1 <= M <= 30,000
    1 <= d_j <= 1,000,000,000
    1 <= K <= 15,000

    分析:
    其实这道题的题意简化一下就是
    在一个图中询问任意两点之间的路径
    使得路径上的最大边最小

    感觉这个题目似曾相识
    没错就是货车运输

    只要先建立一棵最小生成树
    在树上跑lca就可以了

    但是今天我们不要用这么low的算法
    (没事找事)
    我们就引进一种新的数据结构
    kruskal重构树:

    什么是kruskal重构树呢:
    kruskal重构树是个挺好玩的东西
    可以拿来处理一些最小生成树的边权最值问题
    这里我们Kruskal连边时并不直接连边
    而是新建一个节点x
    将两个点所在子树都连到x的儿子上

    这样生成的树有一些十分优美的性质:

    1.二叉树(好吧意义不大)
    2.原树与新树两点间路径上边权(点权)的最大值相等
    3.子节点的边权小于等于父亲节点(大根堆)
    4.原树中两点之间路径上边权的最大值等于新树上两点的LCA的点权

    看图理解一下吧
    这里写图片描述

    看一下性质的体现:
    1.不用说了
    2.原树上2—>5:2,新树上也是
    3.不用说了
    4.1—>6:4
    确认满足性质

    那如果我们建出了kruskal重构树,处理询问只要找一下lca就可以了

    那怎么构建kruskal重构树呢:
    其实就像构建最小生成树一样
    只不过并不直接连边
    而是新建一个节点x
    将两个点所在子树都连到x的儿子上

    有点像并查集哈

    tip

    1A
    这是我自己yy的写法,异常丑陋

    这里写代码片
    #include<cstdio>
    #include<iostream>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<algorithm>
    
    using namespace std;
    
    const int N=30005;
    int n,m,k;
    struct node{
        int x,y,nxt;
    };
    node way[N<<2];
    struct nd{
        int x,y,v;
    };
    nd e[N];
    int deep[N<<1],fa[N<<1],f[N<<1][20],lg,st[N<<1],tot=0,tt=0,z[N<<1];
    
    int cmp(const nd &a,const nd &b)
    {
        return a.v<b.v;
    }
    
    int find(int a)  //路径压缩 
    {
        if (fa[a]!=a) fa[a]=find(fa[a]);
        return fa[a];
    }
    
    void add(int u,int w)
    {
        tot++;
        way[tot].x=u;way[tot].y=w;way[tot].nxt=st[u];st[u]=tot;
        tot++;
        way[tot].x=w;way[tot].y=u;way[tot].nxt=st[w];st[w]=tot;
    }
    
    void kruskal()
    {
        int i,j,o=0;
        tt=n;
        for (i=1;i<=n;i++) fa[i]=i;
        for (i=1;i<=m;i++)
        {
            int f1=find(e[i].x);
            int f2=find(e[i].y);
            if (f1!=f2)
            {
                tt++;
                add(f1,tt);   //连到新点上 
                add(f2,tt);
                fa[tt]=tt;fa[f1]=tt;fa[f2]=tt;
                z[tt]=e[i].v;  //记录点权
                o++; 
            }
            if (o==n-1) break;
        }
        lg=log(tt)/log(2);
    }
    
    void dfs(int x,int pa,int dep)
    {
        deep[x]=dep;
        f[x][0]=pa;
        for (int i=st[x];i;i=way[i].nxt)
            if (way[i].y!=pa)
                dfs(way[i].y,x,dep+1);
    }
    
    void cl()
    {
        int i,j;
        for (i=1;i<=lg;i++)
            for (j=1;j<=tt;j++)
                f[j][i]=f[f[j][i-1]][i-1];
    }
    
    int lca(int u,int w)
    {
        if (deep[u]<deep[w]) swap(u,w);
        int d=deep[u]-deep[w];
        if (d)
            for (int i=0;i<=lg&&d;i++,d>>=1)
                if (d&1)
                    u=f[u][i];
        if (u==w) return z[u];
        for (int i=lg;i>=0;i--)
            if (f[u][i]!=f[w][i])
            {
                u=f[u][i];w=f[w][i];
            }
        return z[f[u][0]];
    }
    
    int main()
    {
        scanf("%d%d%d",&n,&m,&k);
        for (int i=1;i<=m;i++)
            scanf("%d%d%d",&e[i].x,&e[i].y,&e[i].v);
        sort(e+1,e+1+m,cmp);
        kruskal();
        dfs(tt,0,1);
        cl();
        for (int i=1;i<=k;i++)
        {
            int u,w;
            scanf("%d%d",&u,&w);
            printf("%d
    ",lca(u,w));
        }
        return 0;
    }
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