• 洛谷 P1038 :神经网络(BFS && 拓扑排序)


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    题目背景

    人工神经网络(Artificial Neural Network)是一种新兴的具有自我学习能力的计算系统,在模式识别、函数逼近及贷款风险评估等诸多领域有广泛的应用。对神经网络的研究一直是当今的热门方向,兰兰同学在自学了一本神经网络的入门书籍后,提出了一个简化模型,他希望你能帮助他用程序检验这个神经网络模型的实用性。

    题目描述

    在兰兰的模型中,神经网络就是一张有向图,图中的节点称为神经元,而且两个神经元之间至多有一条边相连,下图是一个神经元的例子:

    神经元〔编号为1)

    图中,X1−X3是信息输入渠道,Y1−Y2是信息输出渠道,C1表示神经元目前的状态,Ui是阈值,可视为神经元的一个内在参数。

    神经元按一定的顺序排列,构成整个神经网络。在兰兰的模型之中,神经网络中的神经元分为几层;称为输入层、输出层,和若干个中间层。每层神经元只向下一层的神经元输出信息,只从上一层神经元接受信息。下图是一个简单的三层神经网络的例子。

    兰兰规定,Ci​服从公式:(其中n是网络中所有神经元的数目)

    公式中的Wji​(可能为负值)表示连接j号神经元和i号神经元的边的权值。当 Ci大于0时,该神经元处于兴奋状态,否则就处于平静状态。当神经元处于兴奋状态时,下一秒它会向其他神经元传送信号,信号的强度为Ci​。

    如此.在输入层神经元被激发之后,整个网络系统就在信息传输的推动下进行运作。现在,给定一个神经网络,及当前输入层神经元的状态(Ci),要求你的程序运算出最后网络输出层的状态。

    输入格式

    输入文件第一行是两个整数n(1≤n≤100)和p。接下来n行,每行2个整数,第i+1行是神经元iii最初状态和其阈值(Ui),非输入层的神经元开始时状态必然为0。再下面P行,每行由2个整数i,j及1个整数Wij,表示连接神经元i,j的边权值为Wij​。

    输出格式

    输出文件包含若干行,每行有2个整数,分别对应一个神经元的编号,及其最后的状态,2个整数间以空格分隔。仅输出最后状态大于0的输出层神经元状态,并且按照编号由小到大顺序输出。

    若输出层的神经元最后状态均为 0,则输出 “NULL”。

    输入输出样例

    输入 #1

    5 6
    1 0
    1 0
    0 1
    0 1
    0 1
    1 3 1
    1 4 1
    1 5 1
    2 3 1
    2 4 1
    2 5 1
    

    输出 #1

    3 1
    4 1
    5 1

    解题思路:

    相当于一个拓扑排序, 但是初始可以判断一下c[i]!=0时就是入度为0的点, 然后把入度为0的点入队,在BFS遍历所有相邻的点,更新c[i]的值即可, u[i]是可以在最开始的时候就减去,对答案没有影响.

    #include <bits/stdc++.h>
    const int N = 120;
    using namespace std;
    int n, p;
    int e[N][N], out[N], c[N], u[N];
    bool book[N];
    void init()
    {
    	memset(book, false, sizeof(book));
    	memset(e, 0, sizeof(e));
    	memset(out, 0, sizeof(out));
    }
    int main()
    {
    	queue<int>q;
    	int a, b, w;
    	while(scanf("%d%d", &n, &p)!=EOF)
    	{
    		init();
    		for(int i=1; i<=n; i++) {
    			scanf("%d%d", &c[i], &u[i]);
    			if(c[i]!=0) {
    				q.push(i);
    				book[i] = true;
    			}	
    			else c[i]-=u[i];
    		}
    		for(int i=0; i<p; i++) {
    			scanf("%d%d%d", &a, &b, &w);
    			e[a][b] = w;
    			out[a]++;
    		}
    		while(!q.empty()) {
    			int u = q.front();
    			q.pop();
    			if(c[u] > 0) {
    				for(int i=1; i<=n; i++) 
    					if(e[u][i] != 0) {
    						c[i]+=e[u][i]*c[u];
    						if(book[i] == false) {
    							q.push(i);
    							book[i] = true;
    						}
    					}
    			}
    		}
    		int temp=0;
    		for(int i=1; i<=n; i++) {
    			if(out[i] == 0 && c[i] > 0)
    			{
    				temp=1;
    				break;
    			}
    		}
    		if(temp==0)
    			printf("NULL
    ");
    		else {
    			for(int i=1; i<=n; i++) 
    				if(out[i] == 0 && c[i] > 0)
    					printf("%d %d
    ", i, c[i]);
    		}
    	}
    	return 0;
    }
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