P1656 炸铁路【模板】割边

      ~~~~~      P1656 炸铁路(割边模板)       ~~~~~      总题单链接

割边的定义

      ~~~~~      若在一张无向图中,若删除一条边后连通块的数量会增加,则这条边是割边。

怎么找割边

      ~~~~~       d f s dfs dfs序 访问图上的每个点,每个点只访问一遍。

      ~~~~~      先来看看时间戳的定义,若一个点的时间戳为 x x x,那它就是在 d f s dfs dfs 时第 x x x 个被访问到的点。

      ~~~~~      对于图上的每个点,记录 d f n [ i ] dfn[i] dfn[i] 表示 点 i i i 的时间戳, l o w [ i ] low[i] low[i] 表示 点 i i i 在不走进入 点 i i i 的边的情况下能走到的最早时间戳。举个栗子,在 d f s dfs dfs 的时候是从 u u u 通过第 q q q 条边走到 v v v 的,那 l o w [ v ] low[v] low[v] 就是 v v v 在不仅过过 q q q 的反边的情况下能走到的最早时间戳。

      ~~~~~      若有一条边从 u u u 走向了 v v v,且 l o w [ v ] > d f n [ u ] low[v]>dfn[u] low[v]>dfn[u] 则这条边就是一条割边。为什么?因为 l o w [ v ] > d f n [ u ] low[v]>dfn[u] low[v]>dfn[u] 说明从 v v v 点出发且不经过当前边的情况下永远也到不了 u u u 和比 u u u 时间戳更小的点,所以这条边是割边。对这句话理解有问题的同学可以在看一看割边的定义。

割点与割边的区别

      ~~~~~      建议看完割点后食用。

      ~~~~~       l o w [ v ] > = d f n [ p ] low[v]>=dfn[p] low[v]>=dfn[p] 则,这个点是割点。

      ~~~~~       l o w [ v ] > d f n [ p ] low[v]>dfn[p] low[v]>dfn[p] 则,这调边是割边。

      ~~~~~      为什么一个是 > = >= >=,一个是 > > > ,两者的区别就是能否用从 u u u v v v 的边的反边,即从 v v v u u u 的边来更新 l o w [ v ] low[v] low[v] 。割点,割的是 u u u这个 点,所以可以用从 u u u v v v 的边的反边来更新 l o w [ v ] low[v] low[v],而割边,割的就是从 u u u v v v 的边,自然不能用这条边的反边来更新 l o w [ v ] low[v] low[v]

      ~~~~~      没有完全理解的同学可以再去看看割点和割边的定义。

模板题代码

#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define fir first
#define sec second
using namespace std;

ll head[10005],egt=1;
struct Edge{ll v,nxt;}eg[10005];
inline void adeg(ll u,ll v){
	eg[++egt]={v,head[u]};
	head[u]=egt;
}

ll n,m,tot,cnt;
ll dfn[155],low[155];
vector<pair<ll,ll>>bri;

void Tarjan(ll p,ll ineg){
	dfn[p]=low[p]=++tot;
	for(ll q=head[p];q;q=eg[q].nxt){
		ll v=eg[q].v;
		if(!dfn[v]){
			Tarjan(v,q);
			low[p]=min(low[p],low[v]);
			if(low[v]>dfn[p])bri.push_back({p,v});
		}
		else if(q!=(ineg^1))low[p]=min(low[p],dfn[v]);
	}
}

signed main(){
	ios::sync_with_stdio(false);
	
	cin>>n>>m;
	while(m--){
		ll x,y;cin>>x>>y;
		adeg(x,y);adeg(y,x);
	}
	
	Tarjan(1,0);
	
	sort(bri.begin(),bri.end());
	for(pair<ll,ll>it:bri)cout<<it.fir<<" "<<it.sec<<endl;
	
	return 0;
}

      ~~~~~      引用请附名 —— —— —— OMG_NOIP

<think>好的,我现在需要帮用户解决洛谷P1656铁路的问题。用户想要题解、代码、解析和思路。首先,我应该回顾一下题目内容。根据引用[2],题目可能涉及铁路的情况,用户提供的示例代码中有结构体存储铁路的起点、终点和状态,可能是在处理图的连通性问题。 用户提供的引用[2]中有一段代码,看起来像是在处理输入的铁路数据,每条铁路初始状态为未被(w=1)。这可能意味着问题需要找出关键,也就是掉后会影响图的连通性的。这类问题通常可以通过Tarjan算法求桥来解决,因为桥是图中的,移除后会导致图不再连通。 接下来,我需要确认P1656的具体要求。根据常见的算法题,铁路很可能就是寻找无向图中的所有桥。桥的定义是,如果删除这条,图会被分成两个或多个连通块。Tarjan算法可以在O(V+E)的时间内找到所有桥,这应该是解题的关键。 然后,我需要考虑如何构建图结构。通常,使用邻接表来存储图,每个节点有一个列表记录其连接的。在实现Tarjan算法时,需要记录每个节点的发现时间和low值,用于判断是否为桥。 接下来,代码实现部分需要包括以下步骤: 1. 读取输入,构建邻接表。 2. 使用Tarjan算法遍历所有节点,找出所有桥。 3. 将找到的桥按题目要求的顺序输出,通常是按端点升序排列,如果端点相同则按另一端升序。 在引用[3]中提到拓扑排序用于车站分级问题,但这里的问题不同,可能需要不同的方法。因此,引用[3]和[1]可能不适用,但引用[2]中的代码结构可能帮助理解输入处理。 用户可能需要详细的步骤解释,比如如何应用Tarjan算法,如何处理输入输出,以及如何排序结果。此外,需要确保代码正确,符合题目的要求,比如的输出顺序。 最后,验证思路是否正确。例如,Tarjan算法确实用于找桥,而题目要求找出所有这样的,因此这个方法是合适的。然后,编写代码时需要注意无向图的处理,避免重复访问同一条,通常通过记录父节点来实现。 总结思路:使用Tarjan算法寻找无向图中的所有桥,并按规则排序输出。</think>### 洛谷 P1656 铁路 题解 #### 题目分析 题目要求找到所有「关键铁路」,即删除该铁路后会导致图的连通性被破坏的。这类问题对应图论中的**桥()**问题,可以通过**Tarjan算法**高效解决[^5]。 #### 算法思路 1. **桥的定义**:无向图中若删除 $(u,v)$ 后图不再连通,则该为桥。 2. **Tarjan算法**:通过DFS遍历图,记录每个顶点的访问顺序(`dfn`)和能回溯到的最早祖先(`low`)。若对于 $(u,v)$,满足 `low[v] > dfn[u]`,则说明 $(u,v)$ 是桥[^5]。 #### 代码实现 ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> #include <cstring> using namespace std; const int MAXN = 155; vector<int> graph[MAXN]; vector<pair<int, int>> bridges; int dfn[MAXN], low[MAXN], parent[MAXN]; int timer = 0; void tarjan(int u) { dfn[u] = low[u] = ++timer; for (int v : graph[u]) { if (!dfn[v]) { parent[v] = u; tarjan(v); low[u] = min(low[u], low[v]); if (low[v] > dfn[u]) { // 找到桥 bridges.push_back({min(u, v), max(u, v)}); } } else if (v != parent[u]) { low[u] = min(low[u], dfn[v]); } } } int main() { int n, m; cin >> n >> m; for (int i = 0; i < m; ++i) { int u, v; cin >> u >> v; graph[u].push_back(v); graph[v].push_back(u); } for (int i = 1; i <= n; ++i) { if (!dfn[i]) { tarjan(i); } } sort(bridges.begin(), bridges.end()); for (auto &bridge : bridges) { cout << bridge.first << " " << bridge.second << endl; } return 0; } ``` #### 代码解析 1. **输入处理**:构建无向图的邻接表。 2. **Tarjan核心**:DFS遍历时维护`dfn`和`low`数组,判断桥的条件。 3. **结果排序**:将桥按字典序排序后输出,满足题目要求[^2]。 #### 复杂度分析 - 时间复杂度:$O(N + M)$,其中 $N$ 为顶点数,$M$ 为数。 - 空间复杂度:$O(N + M)$,用于存储图结构和中间数据。
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