codevs 1332 上白泽慧音

本文介绍如何使用Tarjan算法解决寻找有向图中的最大绝对连通区域问题,通过具体实例演示了算法的实现过程。

强连通分量:
强连通分量是有向图中的概念,在一个图的子图中,任意两个点相互可达,也就是存在互通的路径,那么这个子图就是强连通分量(或者称为强连通分支)。如果一个有向图的任意两个点相互可达,那么这个图就称为强连通图。
Tarjan算法是基于这样一个原理:如果u是某个强连通分量的根,那么:
(1)u不存在路径可以返回到它的祖先
(2)u的子树也不存在路径可以返回到u的祖先。

codevs 上白泽慧音
这里写图片描述
题目描述 Description

在幻想乡,上白泽慧音是以知识渊博闻名的老师。春雪异变导致人间之里的很多道路都被大雪堵塞,使有的学生不能顺利地到达慧音所在的村庄。因此慧音决定换一个能够聚集最多人数的村庄作为新的教学地点。人间之里由N个村庄(编号为1..N)和M条道路组成,道路分为两种一种为单向通行的,一种为双向通行的,分别用1和2来标记。如果存在由村庄A到达村庄B的通路,那么我们认为可以从村庄A到达村庄B,记为(A,B)。当(A,B)和(B,A)同时满足时,我们认为A,B是绝对连通的,记为< A, B > 。绝对连通区域是指一个村庄的集合,在这个集合中任意两个村庄X,Y都满足< X,Y >。现在你的任务是,找出最大的绝对连通区域,并将这个绝对连通区域的村庄按编号依次输出。若存在两个最大的,输出字典序最小的,比如当存在1,3,4和2,5,6这两个最大连通区域时,输出的是1,3,4。

输入描述 Input Description

第1行:两个正整数N,M

第2..M+1行:每行三个正整数a,b,t, t = 1表示存在从村庄a到b的单向道路,t = 2表示村庄a,b之间存在双向通行的道路。保证每条道路只出现一次。

输出描述 Output Description
第1行: 1个整数,表示最大的绝对连通区域包含的村庄个数。

第2行:若干个整数,依次输出最大的绝对连通区域所包含的村庄编号。

样例输入 Sample Input
5 5

1 2 1

1 3 2

2 4 2

5 1 2

3 5 1

样例输出 Sample Output
3

1 3 5

数据范围及提示 Data Size & Hint
对于60%的数据:N <= 200且M <= 10,000

对于100%的数据:N <= 5,000且M <= 50,000

思路:
本题其实就是裸的Tarjan算法求强连通分量,主要输出有点麻烦,需要特殊处理一下。(虽然这么说)

题解:

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<stack>
using namespace std;
const int maxn=100000;
struct cc{
    int from,to;
}es[maxn];
int first[maxn],nxt[maxn];
int dfn[maxn];//记录时间戳
int low[maxn];//当前节点及其后代所能连回的最早的祖先的时间戳;
int scc_num[maxn];//记录点属于哪个强连通分量;
int scc_cnt=0;//强连通分量个数
int cnt=0;//时间戳;
stack<int>q;
int tot=0;
void build(int ff,int tt)
{
    es[++tot]=(cc){ff,tt};
    nxt[tot]=first[ff];
    first[ff]=tot;
}
int dfs(int u)
{
    cnt++;
    low[u]=dfn[u]=cnt;
    q.push(u);
    for(int i=first[u];i;i=nxt[i])
    {
        int v=es[i].to;
        if(!dfn[v])//如果下一个节点没有访问过
        {
            low[v]=dfs(v);
            low[u]=min(low[u],low[v]);
        }
        else if(!scc_num[v])//如果下一个节点已经被访问过了,且不属于任何一个连通分量
        {
            low[u]=min(low[u],dfn[v]);
        }
    }
    if(low[u]==dfn[u])//满足强连通分量的要求,当前节点u为该强连通分量最早发现的节点
    {
        scc_cnt++;
        while(!q.empty())
        {
        int v=q.top(); q.pop();
        scc_num[v]=scc_cnt;
        if(v==u)
        {
            break;
        }   
        }
    }
    return low[u];
}
int s[maxn];//记录强连通分量大小;
int main()
{
    int n,m;
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        int x,y,z;
        scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
        if(z==1)
        {
            build(x,y);
        }
        if(z==2)
        {
            build(x,y);
            build(y,x);
        }
    }
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        if(!dfn[i])
        {
            dfs(i);
        }
    }
    int ans=0,t;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
    s[scc_num[i]]++;
    }
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        if(s[i]>ans)
        {
            ans=s[i];
            t=i;
        }
    }
    printf("%d\n",ans);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        if(scc_num[i]==t)
        {
            printf("%d ",i);
        }
    }
    return 0;
}
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