HDU 3342 Legal or Not 拓扑排序判环

本文介绍了一种基于拓扑排序的算法来判断是否有环。该算法用于解决一类问题,即根据一系列师徒关系判断是否存在某人既是徒弟又是师傅的情况。通过实现拓扑排序并检查能否正确地遍历所有节点来完成这一目标。

题目链接

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3342

题意

在某个大牛qq群中,一些大牛喜欢自称某某某是他的师傅,某某某是他的徒弟,根据m条关系,判断关系是否合法,也即不会出现某人即使徒弟又是师傅。

思路

拓扑排序判环:当拿出来的点不足n个,说明有环。

#include<cstdio>
#include<queue>
#include<iostream>
#include<vector>
#include<map>
#include<cstring>
#include<string>
#include<set>
#include<stack>
#include<algorithm>
#define cle(a) memset(a,0,sizeof(a))
#define inf(a) memset(a,0x3f,sizeof(a))
#define ll long long
#define Rep(i,a,n) for(int i=a;i<=n;i++)
using namespace std;
#define INF2 9223372036854775807ll
const int INF = ( 2e9 ) + 2;
const ll maxn = 1e6+10;
vector<int> g[maxn];
int In[maxn];
bool topsort(int n)
{
    queue<int> q;
    int cnt=0;
    for(int i=0;i<n;i++)
    if(In[i]==0)
    q.push(i);
    while(!q.empty())
    {
        int u=q.front();q.pop();
        for(int i=0,L=g[u].size();i<L;i++)
        {
            int v=g[u][i];
            In[v]--;
            if(In[v]==0)
            q.push(v);
        }
        cnt++;
    }
    return cnt==n;
}
int main()
{
    int n,m;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m)&&(n+m))
    {
        for(int i=0;i<n;i++)g[i].clear();
        memset(In,0,sizeof(In));
        for(int i=0;i<m;i++)
        {
            int u,v;
            scanf("%d%d",&u,&v);
            g[u].push_back(v);
            In[v]++;
        }
        if(topsort(n))
        printf("YES\n");
        else
        printf("NO\n");
    }
}
### HDU 3342 并查集 解题思路与实现 #### 题目背景介绍 HDU 3342 是一道涉及并查集的数据结构题目。该类问题通常用于处理动态连通性查询,即断若干元素是否属于同一集合,并支持高效的合并操作。 #### 数据描述 给定一系列的人际关系网络中的朋友关系对 (A, B),表示 A 和 B 是直接的朋友。目标是通过这些已知的关系推断出所有人之间的间接友谊连接情况。具体来说,如果存在一条路径使得两个人可以通过中间人的链条相连,则认为他们是间接朋友。 #### 思路分析 为了高效解决此类问题,可以采用带按秩压缩启发式的加权快速联合-查找算法(Weighted Quick Union with Path Compression)。这种方法不仅能够有效地管理大规模数据集下的分组信息,而且可以在几乎常数时间内完成每次查找和联合操作[^1]。 当遇到一个新的友链 `(a,b)` 时: - 如果 a 和 b 已经在同一棵树下,则无需任何动作; - 否则,执行一次 `union` 操作来把它们所在的两棵不同的树合并成一棵更大的树; 最终目的是统计有多少个独立的“朋友圈”,也就是森林里的树木数量减一即是所需新建桥梁的数量[^4]。 #### 实现细节 以下是 Python 版本的具体实现方式: ```python class DisjointSet: def __init__(self, n): self.parent = list(range(n)) self.rank = [0] * n def find(self, p): if self.parent[p] != p: self.parent[p] = self.find(self.parent[p]) # 路径压缩 return self.parent[p] def union(self, p, q): rootP = self.find(p) rootQ = self.find(q) if rootP == rootQ: return # 按秩合并 if self.rank[rootP] > self.rank[rootQ]: self.parent[rootQ] = rootP elif self.rank[rootP] < self.rank[rootQ]: self.parent[rootP] = rootQ else: self.parent[rootQ] = rootP self.rank[rootP] += 1 def solve(): N, M = map(int, input().split()) dsu = DisjointSet(N+1) # 初始化不相交集 for _ in range(M): u, v = map(int, input().split()) dsu.union(u,v) groups = set() for i in range(1,N+1): groups.add(dsu.find(i)) bridges_needed = len(groups)-1 print(f"Bridges needed to connect all components: {bridges_needed}") solve() ``` 这段代码定义了一个名为 `DisjointSet` 的类来进行并查集的操作,包括初始化、寻找根节点以及联合两个子集的功能。最后,在主函数 `solve()` 中读取输入参数并对每一对好友调用 `dsu.union()` 方法直到遍历完所有的边为止。之后计算不同组件的数量从而得出所需的桥接次数。
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