天梯赛L2图论题解

整个来说,PTAL2考图论的还是比较固定的,大多数就是跑迪杰斯特拉,总体来说可能在这一块更多的是拼码力,对思维的要求相对较小。

1.Dij+计数:PTA | 程序设计类实验辅助教学平台

整体就是跑一个迪杰斯特拉+计数,同时当路径相等时在根据判一下人数即可,还是很典的

AC代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define x first 
#define y second 
int n,m,s,d;
vector<pair<int,int> > edge[3000];
int dis[6000],vis[6000];
int cnt[6000];
int w[6000];
int per[6000];
int path[6000];
struct ComparePairs {
    bool operator()(const std::pair<int, int>& a, const std::pair<int, int>& b) {
        return a.first > b.first; // 修改这里为 '>' 可以实现升序排序
    }
};
priority_queue<pair<int,int>,vector<pair<int,int> >,ComparePairs > q;
void dij(){
    while(!q.empty()){
        pair<int,int> ck=q.top();
        q.pop();
        if(vis[ck.y]) continue;
        vis[ck.y]=1;
        for(int i=0;i<edge[ck.y].size();i++){
            pair<int,int> b=edge[ck.y][i];
            if(vis[b.x]) continue;
            if(dis[ck.y]+b.y<dis[b.x]){
                dis[b.x]=dis[ck.y]+b.y;
                q.push(make_pair(dis[b.x],b.x));
                w[b.x]=w[ck.y]+per[b.x];
                cnt[b.x]=cnt[ck.y];
                path[b.x]=ck.y;
            }
            else if(dis[ck.y]+edge[ck.y][i].y==dis[b.x]){
                cnt[b.x]+=cnt[ck.y];
                if(w[b.x]<w[ck.y]+per[b.x]){
                    path[b.x]=ck.y;
                    w[b.x]=w[ck.y]+per[b.x];
                }
            }
        }
    }
}
void seek(int x){
    if(x==s){
        cout<<s<<" ";
        return;
    }
    seek(path[x]);
    if(x==d) cout<<d;
    else cout<<x<<" ";
}
int main(){
    cin>>n>>m>>s>>d;
    memset(dis,0x3f,sizeof(dis));
    for(int i=0;i<n;i++) cin>>per[i];
    for(int i=0;i<n;i++) w[i]=per[i];
    for(int i=1;i<=m;i++){
        int u,v,s;cin>>u>>v>>s;
        edge[u].push_back({v,s});
        edge[v].push_back({u,s});
    }   
    dis[s]=0; cnt[s]=1;
    q.push(make_pair(0, s));
    dij();
    cout<<cnt[d]<<" "<<w[d]<<endl;
    seek(d);
}

2dfs+排序:

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没有那个字典序就是一个典的dfs,现在要求字典序最小,我们只需对一个点能到的点进行排序即可,下面是AC代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n;
int ru[200010];
vector<int> edge[200010];
vector<int> ans;
vector<int> temp;
void dfs(int root){
    if(temp.size()>ans.size()){
        ans.clear();
        ans=temp;
    }
    for(int i=0;i<edge[root].size();i++){
        int j=edge[root][i];
        temp.push_back(j);
        dfs(j);
        temp.pop_back();
    }
    
}
int main(){
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++){
        int k;cin>>k;
        for(int j=1;j<=k;j++){
            int a;cin>>a;
            ru[a]++;
            edge[i].push_back(a);
        }
        sort(edge[i].begin(),edge[i].end());
    }
    int root=-1;
    for(int i=0;i<n;i++){
        if(ru[i]==0){
            root=i;
        }
    }
    temp.push_back(root);
    dfs(root);
    cout<<ans.size()<<endl;
    for(int i=0;i<ans.size();i++){
        if(i==ans.size()-1) cout<<ans[i];
        else cout<<ans[i]<<" ";
    }
}   

3.Floyd

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就是一个很典的Floyd,剩下的就是一些细节,见AC代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int dis[510][510];
int sex[600];
vector<int> f[600],ff[600];
vector<int> ans[2];
int n;
void floyd(){
    for(int k=1;k<=n;k++){
        for(int i=1;i<=n;i++){
            for(int j=1;j<=n;j++){
                dis[i][j]=min(dis[i][j],dis[i][k]+dis[k][j]);
            }
        }
    }
}
int main(){
    cin>>n;
    memset(dis,0x3f,sizeof(dis));
    for(int i=1;i<=n;i++){
        char s;cin>>s;
        if(s=='M') sex[i]=1;
        else sex[i]=0;
		
        int k;cin>>k;
        for(int j=1;j<=k;j++){
            string h;cin>>h;
            int ff=0,dd=0,id=-1;
            for(int l=0;l<h.size();l++){
                if(h[l]==':'){
                    id=l;
                    break;
                }
                ff=10*ff+h[l]-'0';
            }
            for(int l=id+1;l<h.size();l++){
                dd=10*dd+h[l]-'0';
            }
            f[i].push_back(ff);
            dis[i][ff]=dd;
        }
    }
    floyd();
    for(int se=0;se<=1;se++){
        vector<pair<int,int> > anss;
        for(int i=1;i<=n;i++){
            if(se!=sex[i]) continue;
            int maxxx=-1;
            for(int j=1;j<=n;j++){
                if(se==sex[j]||i==j) continue;
                maxxx=max(maxxx,dis[j][i]);
            }
            anss.push_back({maxxx,i});
        }
        sort(anss.begin(),anss.end());
        for(int kk=0;kk<anss.size();kk++){
            if(anss[kk].first==anss[0].first){
                ans[se].push_back(anss[kk].second);
            }
        }
        sort(ans[se].begin(),ans[se].end());
    }
    for(int i=0;i<=1;i++){
        for(int j=0;j<ans[i].size();j++){
            if(j<ans[i].size()-1) cout<<ans[i][j]<<" ";
            else cout<<ans[i][j];
        }
       if(i==0) cout<<endl;
    }
    // cout<<ans[1].size();
}

4.Dij:

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和第一题没什么区别,就是要求两次,没有什么太大的思维,就是拼码力:

#include<bits/stdc++.h>
 
using namespace std;
 
const int N=510,inf=0x3f3f3f3f;
 
int dist[N],ds[N][N],vis[N],pre1[N];
//dist存储到各点的最短距离,ds存道路的长度,vis标记,pre1存第一条路径的前驱
int times[N],ts[N][N],cnt[N],pre2[N];
//times存储最短时间,ts存储两点之间所需要的时间,cnt存途径节点数,pre2存第二条路径的前驱
int n,m,st,ed;
vector<int>ans1,ans2;//存路径
 
void dijkstra1(int x)
{
    memset(times,inf,sizeof times);
    memset(vis,0,sizeof vis);
    memset(dist,inf,sizeof dist);
    times[x]=0;
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        int t=-1;
        for(int j=0;j<n;j++)
            if(!vis[j]&&(t==-1||times[j]<times[t]))
                t=j;
        vis[t]=1;
        for(int j=0;j<n;j++)
        {
            if(times[j]>times[t]+ts[t][j])
            {
                times[j]=times[t]+ts[t][j];
                pre1[j]=t;
                dist[j]=dist[t]+ds[t][j];
            }
            else if(times[j]==times[t]+ts[t][j])
            {
                if(dist[j]>dist[t]+ds[t][j])
                {
                    dist[j]=dist[t]+ds[t][j];
                    pre1[j]=t;
                }
            }
        }
    }
}
void dijkstra2(int x)
{
    memset(dist,inf,sizeof inf);
    memset(vis,0,sizeof vis);
    dist[x]=0;
    cnt[x]=1;
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        int t=-1;
        for(int j=0;j<n;j++)
            if(!vis[j]&&(t==-1||dist[t]>dist[j]))
                t=j;
        vis[t]=1;
        for(int j=0;j<n;j++)
        {
            if(dist[j]>dist[t]+ds[t][j])
            {
                dist[j]=dist[t]+ds[t][j];
                pre2[j]=t;
                cnt[j]=cnt[t]+1;
            }
            else if(dist[j]==dist[t]+ds[t][j])
            {
                if(cnt[j]>cnt[t]+1)
                {
                    cnt[j]=cnt[t]+1;
                    pre2[j]=t;
                }
            }
        }
    }
}
int main()
{
    cin>>n>>m;
    memset(ds,inf,sizeof ds);
    memset(ts,inf,sizeof ts);
    while(m--)
    {
        int a,b,op,len,t;
        cin>>a>>b>>op>>len>>t;
        ds[a][b]=len;
        ts[a][b]=t;
        if(!op) ds[b][a]=len,ts[b][a]=t;
    }
    cin>>st>>ed;
    dijkstra1(st);//最快路线中最短的那条
    dijkstra2(st);//途径节点数最少的那条
    int tt=ed;
    while(tt!=st)
    {
        ans1.push_back(tt);
        tt=pre1[tt];
    }
    tt=ed;
    while(tt!=st)
    {
        ans2.push_back(tt);
        tt=pre2[tt];
    }
    int flag=0,lens=max(ans1.size(),ans2.size());
    for(int i=0;i<lens;i++)
        if(ans1[i]!=ans2[i]) flag=1;
    if(flag)//路径不同
    {
        printf("Time = %d: %d",times[ed],st);
        for(int i=ans1.size()-1;i>=0;i--)
            printf(" => %d",ans1[i]);
        cout<<endl;
        printf("Distance = %d: %d",dist[ed],st);
        for(int i=ans2.size()-1;i>=0;i--)
            printf(" => %d",ans2[i]);
        cout<<endl;
    }
    else//路径相同
    {
        printf("Time = %d; Distance = %d: %d",times[ed],dist[ed],st);
        for(int i=ans1.size()-1;i>=0;i--)
            printf(" => %d",ans1[i]);
    }
    return 0;
}

5. Dij+建反图: PTA | 程序设计类实验辅助教学平台  

虽然还是比较典,但是比前面的稍微有了点思维:总体就是分两个阶段,第一个就是枚举没兑换前到的点,用一次正向的Dij,再求兑换后的最短路,建个反图从终点跑一下即可,最终用multiset维护答案即可,有个小细节就是multiset中删除不能像set直接删,先找下标再删以至于不会全删,下面是AC代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

typedef long long LL;
typedef pair<LL, int> PLI;
const int N = 100010, M = 400010;
const LL INF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3f;
int e[M], ne[M], d[M], h[N], rh[N], idx;
LL a[N], dis1[N], dis2[N];
bool st[N];
int n, m, q;

void add(int h[], int u, int v, int w)
{
    e[idx] = v, d[idx] = w, ne[idx] = h[u], h[u] = idx++;
}

void dijkstra(int h[], LL dis[], int s)
{
    memset(st, false, sizeof st);
    memset(dis, 0x3f, sizeof dis1);
    priority_queue<PLI, vector<PLI>, greater<PLI>> Q;
    Q.push({ 0, s });
    dis[s] = 0;
    while (Q.size())
    {
        auto t = Q.top().second;
        Q.pop();
        if (st[t]) continue;
        st[t] = true;
        for (int i = h[t]; ~i; i = ne[i])
            if (dis[t] + d[i] < dis[e[i]])
                dis[e[i]] = dis[t] + d[i], Q.push({ dis[e[i]], e[i] });
    }
}

int main()
{
    scanf("%d%d%d", &n, &m, &q);
    memset(h, -1, sizeof h);
    memset(rh, -1, sizeof rh);
    while (m--)
    {
        int u, v, c, d;
        scanf("%d%d%d%d", &u, &v, &c, &d);
        add(h, u, v, c), add(rh, v, u, d);
    }
    for (int i = 1; i <= n; i++) scanf("%lld", &a[i]);
    dijkstra(h, dis1, 1);
    dijkstra(rh, dis2, n);
    multiset<LL> S;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
        if (dis1[i] != INF && dis2[i] != INF)
            S.insert(dis1[i] + (dis2[i] + a[i] - 1) / a[i]);
    while (q--)
    {
        int x, y;
        scanf("%d%d", &x, &y);
        if (dis1[x] != INF && dis2[x] != INF)
        {
            // 直接删可能一样的都删了
            S.erase(S.find(dis1[x] + (dis2[x] + a[x] - 1) / a[x]));
            a[x] = y;
            S.insert(dis1[x] + (dis2[x] + a[x] - 1) / a[x]);
        }
        printf("%lld\n", *S.begin());
    }
}

6.floyd+大模拟:PTA | 程序设计类实验辅助教学平台

AC代码:

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <cmath>
#define N 100010
#define M 210
using namespace std;
 
int n,m,e,d;
int mp[M][M],path[M][M];//城市路径长度、途径城市数量
int nowpos,nowability,nowday,cnt=0;//现在位置,能力值,时间,击败数
vector<int> city[N];//每个城市的超能力者
 
struct node{//超能力者
    int pos,ability,lose;
}player[N];
 
int move(){//按第一步要求找下一个对手
    int id=0,diff=1e9,mind=1e9,minpath=1e9,mincity=1e9;
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if(player[i].lose||nowability<player[i].ability) continue;
        int fg=1;
        if(nowpos==player[i].pos){//如果当前所在城市中有打不过的,就必须换城市
            for(int j=0;j<city[player[i].pos].size();j++){
                int k=city[player[i].pos][j];
                if(player[k].ability>nowability) fg=0;
            }
        }
        if(!fg) continue;
        if(diff>nowability-player[i].ability){
            id=i;
            diff=nowability-player[i].ability;
            mind=mp[nowpos][player[i].pos];
            minpath=path[nowpos][player[i].pos];
            mincity=player[i].pos;
        }
        else if(diff==nowability-player[i].ability){
            if(mind>mp[nowpos][player[i].pos]){
                id=i;
                mind=mp[nowpos][player[i].pos];
                minpath=path[nowpos][player[i].pos];
                mincity=player[i].pos;
            }
            else if(mind==mp[nowpos][player[i].pos]){
                if(minpath>path[nowpos][player[i].pos]){
                    id=i;
                    minpath=path[nowpos][player[i].pos];
                    mincity=player[i].pos;
                }
                else if(minpath==path[nowpos][player[i].pos]){
                    if(mincity>player[i].pos) id=i,mincity=player[i].pos;
                }
            }
        }
    }
    return id;
}
 
void defeat(int id){//击败对手
    if(nowpos!=player[id].pos){
        printf("Move from %d to %d.\n",nowpos,player[id].pos);
        nowday+=mp[nowpos][player[id].pos];//加上移动到对手城市时间
        nowpos=player[id].pos;
        if(nowday==d) return;//时间不够
    }
   
    printf("Get %d at %d on day %d.\n",player[id].ability,nowpos,++nowday);//击败对手
    player[id].lose=1; cnt++;
    nowability+=player[id].ability;
 
    vector<int> tmp;
    int flag=1,sum=0,p=0;
    for(int i=0;i<city[nowpos].size();i++){//将当前城市剩余超能者中<=你的能力值的集合成一个联盟
        int j=city[nowpos][i];
        if(player[j].lose) continue;
        if(player[j].ability>nowability) flag=0,tmp.push_back(j);//第二天没有必胜把握
        else{
            player[j].lose=1; cnt++;//视为个人均灭亡,但联盟存活(下面有存联盟)
            if(!p) p=j;
            sum+=player[j].ability;//联盟总能力值
        }
    }
    if(sum) player[p].lose=0, cnt--, player[p].ability=sum, tmp.push_back(p);//联盟存活
    city[nowpos]=tmp;//更新城市超能力者集合
 
    if(!sum||sum>nowability) flag=0;//没有超能力者或没有必胜把握
    if(!flag||nowday==d) return;//打不过或时间不够
 
    printf("Get %d at %d on day %d.\n",player[p].ability,nowpos,++nowday);//击败联盟
    player[p].lose=1; cnt++;
    nowability+=player[p].ability;
}
 
void over(){//结束
    if(cnt==n) printf("WIN on day %d with %d!",nowday,nowability);//击败所有对手
    else{
        if(move()) printf("Game over with %d.",nowability);//不是唯一赢家
        else printf("Lose on day %d with %d.",++nowday,nowability);//无路可走
    }
}
 
void solve(){
    while(nowday<d){
        int id=move();//寻找下一个对手
        if(!id||nowday+mp[nowpos][player[id].pos]>d){//无路可走或时间不够
            over(); return;
        }
        defeat(id);
        if(cnt==n){//击败所有对手
            over(); return;
        }
    }
    over();
}
 
int main(){
    scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&e,&d);
    scanf("%d%d",&nowpos,&nowability);
    n--;
    for(int i=1;i<=n;i++){//对手信息
        scanf("%d%d",&player[i].pos,&player[i].ability);
        player[i].lose=0;
        city[player[i].pos].push_back(i);
    }
    
    memset(mp,0x3f,sizeof mp);
    memset(path,0x3f,sizeof path);
    for(int i=1;i<=e;i++){//城市图
        int u,v,w;
        scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
        mp[u][v]=mp[v][u]=min(mp[u][v],w);
        path[u][v]=path[v][u]=1;
    }
    
    for(int i=0;i<m;i++) mp[i][i]=0,path[i][i]=0;
    for(int k=0;k<m;k++)//floyd最短路
        for(int i=0;i<m;i++)
            for(int j=0;j<m;j++)
                if(mp[i][j]>mp[i][k]+mp[k][j]){
                    mp[i][j]=mp[i][k]+mp[k][j];
                    path[i][j]=path[i][k]+path[k][j];
                }
                else if(mp[i][j]==mp[i][k]+mp[k][j]&&path[i][j]>path[i][k]+path[k][j])
                    path[i][j]=path[i][k]+path[k][j];
 
    if(n==0) printf("WIN on day %d with %d!",1,nowability);//击败所有对手
    else solve();
}    

 7.BFS:PTA | 程序设计类实验辅助教学平台

 就是一个从终点BFS的板子,见AC代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define first x
#define second y
int m,n,a[200][200],k;
struct node{
    int x,y;
}b[200010];
queue<node> q;
int idx,idy;
int dis[200][200];
int vis[200][200];
int dx[4]={1,0,-1,0},dy[4]={0,1,0,-1};
int cnt,ans[200010];
int mmm[200010];
int main(){
    cin>>m>>n;
    for(int i=1;i<=m;i++){
        for(int j=1;j<=n;j++){
            cin>>a[i][j];
            if(a[i][j]==2){
                idx=i,idy=j;
            }
        }
    }
    cin>>k;
    for(int i=1;i<=k;i++){
        cin>>b[i].y>>b[i].x;
    }
    memset(dis,0x3f,sizeof(dis));
    dis[idx][idy]=0;
    q.push({idx,idy});
    while(!q.empty()){
        node ck=q.front();
        q.pop();
        for(int i=0;i<4;i++){
            int xx=ck.x+dx[i];
            int yy=ck.y+dy[i];
            if(xx>m||xx<1||yy>n||yy<1) continue;
            if(vis[xx][yy]) continue;
            if(a[xx][yy]==0) continue;
            dis[xx][yy]=1+dis[ck.x][ck.y];
            vis[xx][yy]=1;
            q.push({xx,yy});
        }
    }
    for(int i=1;i<=k;i++){
        if(dis[b[i].x][b[i].y]>1e4) ans[i]=-1;
        else{
            mmm[dis[b[i].x][b[i].y]]++;
        }
    }
    int idd=-1;
    for(int i=0;i<=1e4;i++){
        if(mmm[i]==1){
            idd=i;break;
        }
    }  
    if(idd==-1) cout<<"No winner.";
    else{
        for(int i=1;i<=k;i++){
            if(dis[b[i].x][b[i].y]==idd) cout<<i<<" ";
        }
        cout<<idd;
    }
}

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