图论相关问题

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了图论相关问题。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1. 拓扑排序+bitset

题目链接:Acwing164 可达性统计

第一次使用bitset,复杂度:N/32,比N小

所以总的时间复杂度为O(N*(N+M)/32)

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <queue>
using namespace std;
const int N = 3e4+20;
bitset<N> f[N];
struct NODE{
    int to, next;
}edge[N];
int head[N], cnt, inv[N], n, m;
void add(int u, int v) {
    ++cnt;
    edge[cnt].to = v, edge[cnt].next = head[u], head[u] = cnt;
}

void topo() {
    queue<int> q;
    for(int i=1; i<=n; i++) {
        if(!inv[i]) q.push(i);
    }
    while(!q.empty()) {
        int x = q.front();
        q.pop();
        f[x][x] = 1; //自己可到达
        for(int i = head[x]; i; i = edge[i].next) {
            int v = edge[i].to;
            f[v] |= f[x];
            inv[v]--;
            if(!inv[v]) q.push(v);
        }
    }
    
    for(int i=1; i<=n; i++) printf("%d\n", f[i].count()); //二进制中1的个数
}

int main() {
    int u, v; scanf("%d%d", &n, &m);
    while(m--){
        scanf("%d%d", &u, &v);
        add(v, u); //反向建图
        inv[u]++;
    }
    topo();
    return 0;
}
2. 01分数规划, spfa判断正环

题目链接:Acwing 观光奶牛

图论相关问题,算法

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 1050, M = 5005;
int head[N], cnt, n, ct[N], st[N];
double dis[N], f[N];
struct NODE{
    int to, next, w;
}edge[M];

void add(int u, int v, int w){
    ++cnt;
    edge[cnt].to = v, edge[cnt].next = head[u], head[u] = cnt;
    edge[cnt].w = w;
}

bool spfa(double mid) {
    queue<int> q;
    for(int i=1; i<=n; i++) q.push(i), st[i] = true, dis[i] = ct[i] = 0;
    
    while(!q.empty()) {
        int x = q.front();
        q.pop();
        st[x] = false;
        for(int i = head[x]; i; i = edge[i].next) {
            int v = edge[i].to;
            if( dis[v] < dis[x] + f[x] - mid * edge[i].w) { //判断正环
                dis[v] = dis[x] + f[x] - mid * edge[i].w;
                ct[v] = ct[x]+1;
                if(ct[v] >= n) return true;
                if(!st[v]) {
                    q.push(v), st[v] = true;
                }
            }
        }
    }
    
    return false;
}
int main() {
    int p; scanf("%d%d", &n, &p);
    for(int i=1; i<=n; i++) cin >> f[i];
    int a, b, w;
    while(p--) {
        scanf("%d%d%d", &a, &b, &w);
        add(a, b, w);
    }
    double l = 0, r = 1010, eps = 1e-4;
    while(r-l > eps) {
        double mid = (l+r)/2;
        if(spfa(mid)) l = mid;
        else r =mid;
    }
    printf("%.2lf", l);
    return 0;
}
3. dp, 统计s点到t点的最短路/次短路有多少条

题目链接:cf div3. G. Counting Shortcuts

需要注意dp的转移顺序文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-661433.html

#include <bits/stdc++.h>
#define ll long long
using namespace std;
const int N = 2e5+10, M = 4e5+10, mod = 1e9+7;
int st, ed;
bool walked[N];
int cnt, head[N], depth[N];
vector<int> vec[N];
ll dp[N][2]; //dp[i][0/1]代表从s到i点为最/次短路有多少条路径
struct EDGE{
	int to, next;
}edge[M];
void add(int u, int v){
	++cnt;
	edge[cnt].to = v, edge[cnt].next = head[u], head[u] = cnt;
}
void bfs(){
	queue<int> q;
	q.push(st);
	walked[st] = 1;
	depth[st] = 0;
	while(!q.empty()){
		int x = q.front();
		q.pop();
		for(int i = head[x]; i; i = edge[i].next){
			int v = edge[i].to;
			if(walked[v]) continue;
            q.push(v);
			walked[v] = 1;
			depth[v] = depth[x]+1;
		}
	}
}

int main() {
	int T; scanf("%d", &T);
	while(T--){
		int n, m, u, v; scanf("%d%d", &n, &m);
		for(int i = 1; i<=n; i++) head[i] = walked[i] = dp[i][0] = dp[i][1] = 0;
		for(int i = 1; i<=cnt; i++) edge[cnt].to = edge[cnt].next = 0;
		cnt = 0;
		scanf("%d%d", &st, &ed);
		while(m--){
			scanf("%d%d", &u, &v);
			add(u, v), add(v, u);
		}
		bfs(); //处理出深度 
        for(int i = 0; i<=depth[ed]; i++) vec[i].clear();
		for(int i = 1; i<=n; i++) {
            vec[depth[i]].emplace_back(i);
        }
        dp[st][0]= 1;
        for(int i = 0; i <= depth[ed]; i++) { //枚举深度
            for(int j = 0; j<vec[i].size(); j++){ //先转移同一层的
                int uu = vec[i][j]; //深度为i的点uu
                for(int k = head[uu]; k; k = edge[k].next) {
                    int vv = edge[k].to; //与uu相邻的点vv
                    if(depth[vv]==i) dp[vv][1] = (dp[vv][1] + dp[uu][0])%mod;
                }
            }
            for(int j = 0; j<vec[i].size(); j++){ //再转移下一层的
                int uu = vec[i][j]; //深度为i的点uu
                for(int k = head[uu]; k; k = edge[k].next) {
                    int vv = edge[k].to; //与uu相邻的点vv
                    if(depth[vv]==i+1) dp[vv][0] = (dp[vv][0] + dp[uu][0])%mod, dp[vv][1] = (dp[vv][1] + dp[uu][1])%mod;
                }
            }
        }
        ll ans = (dp[ed][1] + dp[ed][0])%mod;
        printf("%lld\n", ans);
	}
	return 0;
}

//因为该层的dp[0], dp[1]转移给下一层的dp[0], dp[1]
//而该层的dp[0]由上一层转移而来(没有问题),而该层的dp[1]却还可以由同一层的dp[0]转移而来
//因此我们应该先把该层的dp[1]转移完,再把本层的转移给下一层

到了这里,关于图论相关问题的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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