#146. 【NOIP2015】信息传递

本文介绍了一种使用 Tarjan 算法求解有向图中最小强连通分量的方法,以解决信息传递游戏中轮次计算的问题。通过递归地遍历每个节点及其相邻节点,并利用 dfn 和 low 数组来确定最小环。

题目链接

有 nn 个同学(编号为 11 到 nn )正在玩一个信息传递的游戏。在游戏里每人都有一个固定的信息传递对象,其中,编号为 ii 的同学的信息传递对象是编号为 TiTi 的同学。

游戏开始时,每人都只知道自己的生日。之后每一轮中,所有人会同时将自己当前所知的生日信息告诉各自的信息传递对象(注意:可能有人可以从若干人那里获取信息, 但是每人只会把信息告诉一个人,即自己的信息传递对象)。当有人从别人口中得知自 己的生日时,游戏结束。请问该游戏一共可以进行几轮?

输入格式

输入共2行。 第1行包含1个正整数 nn ,表示 nn 个人。

第2行包含 nn 个用空格隔开的正整数 T1,T2,⋯⋯,TnT1,T2,⋯⋯,Tn ,其中第 ii 个整数 TiTi 表示编号为 ii 的同学的信息传递对象是编号为 TiTi 的同学, Ti≤nTi≤n 且 Ti≠iTi≠i 。

数据保证游戏一定会结束。

输出格式

输出共1行,包含1个整数,表示游戏一共可以进行多少轮。

样例一

input

5
2 4 2 3 1

output

3

 

这题把图画出来,可以知道 2 3 4 是一个强连通分量,那么也就是说求一个图中的最小那个强连通分量是多少就是ok了,当然一不算

就是找最小环的问题,而且是有向图

tarjan了解下

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=2e5+5;
vector<int>m[N];
stack<int>p;
int dfn[N];
int low[N];
int vis[N];
int ans=N;
int n;
int cnt=0;

void tarjan(int x)
{
    low[x]=dfn[x]=++cnt;
    p.push(x);
    vis[x]=1;
    for(int i=0;i<m[x].size();i++){
        int v=m[x][i];
        if(!dfn[v]){
            tarjan(v);
            low[x]=min(low[x],low[v]);//回溯的时候用到,因为这个是递归完才执行它
        }
        else if(vis[x]){
            low[x]=min(low[x],dfn[v]);
        }
    }

    if(low[x]==dfn[x]){
        int flag=0;
        while(1){
            int now=p.top();
            p.pop();
            vis[x]=0;//重新设置为0后,也就是说它不在栈里了
            flag++;
            if(now==x) break;
        }
        if(flag>1) ans=min(ans,flag);
    }
}
int main()
{
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n;i++){
        int x;
        scanf("%d",&x);
        m[i].push_back(x);
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if(!dfn[i]) tarjan(i);
    }
    printf("%d\n",ans);
    return 0;
}

 

信息传递问题涉及图论中的最小环查找,具体来说是寻找一个有向图中最小的环的长度。在洛谷 P2661 [NOIP2015 提高组] 信息传递中,每个节点仅有一个出边,因此可以简化为寻找最小环的问题。 ### 问题分析 本题可以理解为在一个有向图中,每个节点的出度为1,因此图的结构是由若干个环和指向这些环的链组成。由于题目要求找出最小的环,因此可以忽略链的部分,仅关注环的长度。 ### 解决思路 1. **图的构建**:使用数组 `a` 来表示每个节点的出边,数组 `b` 来记录每个节点的入度。 2. **删除链**:通过递归函数 `cut()` 删除入度为0的节点,从而将图中所有链的部分删除,仅保留环。 3. **计算最小环**:遍历剩下的节点,找到最小的环长度。 ### 代码实现 ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; typedef long long LL; const int MAXN = 200010; LL n, ans = 0x7f7f7f7f; LL a[MAXN], b[MAXN]; // 删除入度为0的节点及其边 void cut(LL s) { b[a[s]]--; if (b[a[s]] == 0) cut(a[s]); a[s] = -1; } // 计算环的长度 LL Sum(LL bgn, LL idx, LL s) { if (idx == bgn && s != 0) return s; LL idx_ = a[idx]; a[idx] = 0; return Sum(bgn, idx_, s + 1); } int main() { cin >> n; for (LL u = 1; u <= n; u++) { LL v; cin >> v; a[u] = v; b[v]++; } // 删除入度为0的节点 for (LL i = 1; i <= n; i++) { if (b[i] == 0) cut(i); } // 寻找最小环 for (LL i = 1; i <= n; i++) { if (a[i] > 0) { LL sum_ = Sum(i, i, 0); if (sum_ < ans) ans = sum_; } } cout << ans; return 0; } ``` ### 算法复杂度 - **时间复杂度**:由于每个节点和边仅被处理一次,因此总的时间复杂度为 $O(n)$。 - **空间复杂度**:使用了两个数组 `a` 和 `b`,空间复杂度为 $O(n)$。 ### 总结 本题通过图论的最小环问题进行建模,利用递归删除链部分,简化问题后直接寻找最小的环。该方法简单且高效,适用于每个节点出度为1的特殊图结构。
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