L2-013 红色警报 (25 分) 并查集判连通块

博客围绕编写城市连通性报警程序展开,当失去一个城市导致国家分裂为多个无法连通区域时发出红色警报。介绍了输入格式,包含城市个数、通路条数、通路连接信息及被攻占城市信息;还说明了输出格式,根据城市是否改变连通性输出不同结果。

战争中保持各个城市间的连通性非常重要。本题要求你编写一个报警程序,当失去一个城市导致国家被分裂为多个无法连通的区域时,就发出红色警报。注意:若该国本来就不完全连通,是分裂的k个区域,而失去一个城市并不改变其他城市之间的连通性,则不要发出警报。

输入格式:

输入在第一行给出两个整数N(0 < N ≤ 500)和M(≤ 5000),分别为城市个数(于是默认城市从0到N-1编号)和连接两城市的通路条数。随后M行,每行给出一条通路所连接的两个城市的编号,其间以1个空格分隔。在城市信息之后给出被攻占的信息,即一个正整数K和随后的K个被攻占的城市的编号。

注意:输入保证给出的被攻占的城市编号都是合法的且无重复,但并不保证给出的通路没有重复。

输出格式:

对每个被攻占的城市,如果它会改变整个国家的连通性,则输出Red Alert: City k is lost!,其中k是该城市的编号;否则只输出City k is lost.即可。如果该国失去了最后一个城市,则增加一行输出Game Over.

输入样例:

5 4
0 1
1 3
3 0
0 4
5
1 2 0 4 3

输出样例:

City 1 is lost.
City 2 is lost.
Red Alert: City 0 is lost!
City 4 is lost.
City 3 is lost.
Game Over.
#include<iostream>
#include<iomanip>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<cstring>
#include<string>
#include<queue>
#include<stack>
#include<vector>
#include<map>
#include<set>
#include<cstdlib>
#define rep(i,a,n) for(int i=a;i<=n;i++)
#define repp(i,n,a) for(int i=n;i>=a;i--)
#define ll long long
#define ull unsigned long long
#define mem(a,x) memset((a),(x),sizeof ((a)))//x只能是0或-1或false或true
#define debug(x) cout<<"X: "<<(x)<<endl
#define de cout<<"************"<<endl
#define lowbit(x) ((x)&(-x))
#define lson rt<<1
#define rson rt<<1|1
#define gcd(a,b) __gcd(a,b)
#define lcm(a,b) a*b/(__gcd(a,b))
#define inf 0x3f3f3f3f//1e9+6e7
#define eps 1e-8
#define mod 1e9+7
#define N 1000010
using namespace std;
int fa[5010];
int vis[5010];
int a[5010],b[5010];
int n,m;
void init() //初始化
{
    rep(i,0,5009)
        fa[i]=i;
}
int findfa(int x)   //并查集
{
    if(fa[x]==x)
        return x;
    else
        return fa[x]=findfa(fa[x]);
}
void Union(int x,int y)     //并查集
{
    int xx=findfa(x);
    int yy=findfa(y);
    if(xx!=yy)
        fa[xx]=yy;
}
int Count()   //计算连通块数
{
    init();
    rep(i,1,m)
    {
        if(vis[a[i]]==1||vis[b[i]]==1)
            continue;
        else
            Union(a[i],b[i]);
    }
    int ret=0;
    rep(i,0,n-1)
    {
        if(fa[i]==i&&vis[i]==0)
            ret++;
    }
    return ret;
}
int main()
{
    //int n,m;
    cin>>n>>m;
    mem(vis,0);
    init();
    rep(i,1,m)
        {cin>>a[i]>>b[i];Union(a[i],b[i]);}//vis[a[i]]=1;vis[b[i]]=1;}
    int k;
    cin>>k;
    int kk=k;
    while(k--)
    {
        int p;
        cin>>p;
        int num1=0,num2=0;
        num1=Count();
        vis[p]=1;
        num2=Count();
        if(num1<num2)
            cout<<"Red Alert: ";
        cout<<"City "<<p<<" is lost";
        if(num1<num2)
            cout<<"!"<<endl;
        else
            cout<<"."<<endl;
        //cout<<num1<<" "<<num2<<endl<<endl;
        int f=0;
        rep(i,0,n-1)
            if(vis[i]==0)
                {f++;break;}
        if(f==0)
            cout<<"Game Over.";
    }
    return 0;
}

 

### L2-013 红色警报 Java 并查集 实现与解题思路 L2-013 红色警报问题通常涉及图的连通性析,使用并查集(Union-Find)是一种高效的解决方案。以下是基于并查集的实现和解题思路。 #### 解题思路 1. **初始化并查集**:为每个城市配一个独立的集合,初始时每个城市的父节点是自身。 2. **处理边的关系**:对于每一对有直接联系的城市,通过并查集的合并操作将它们归入同一集合。 3. **统计连通量的数量**:在所有关系处理完毕后,统计有多少个不同的连通量,即有多少组相互有联系的城市。 4. **输出结果**:根据题目要求输出连通量的具体信息或数量。 #### Java 并查集实现代码 以下是一个完整的 Java 实现代码: ```java import java.util.*; public class Main { private static int[] parent; // 并查集数组,用于存储每个节点的父节点 public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int N = scanner.nextInt(); // 城市数量 int M = scanner.nextInt(); // 道路数量 // 初始化并查集 parent = new int[N]; for (int i = 0; i < N; i++) { parent[i] = i; } // 处理道路关系 for (int i = 0; i < M; i++) { int cityA = scanner.nextInt(); int cityB = scanner.nextInt(); union(cityA, cityB); } // 统计连通量数量 Set<Integer> connectedComponents = new HashSet<>(); for (int i = 0; i < N; i++) { connectedComponents.add(find(i)); } // 输出结果 System.out.println(connectedComponents.size()); for (Integer root : connectedComponents) { List<Integer> group = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < N; i++) { if (find(i) == root) { group.add(i); } } Collections.sort(group); // 按编号排序 System.out.print(group.size() + " "); for (int city : group) { System.out.print(city + " "); } System.out.println(); } } // 查找操作:路径压缩 private static int find(int x) { if (parent[x] != x) { parent[x] = find(parent[x]); } return parent[x]; } // 合并操作 private static void union(int x, int y) { int rootX = find(x); int rootY = find(y); if (rootX != rootY) { parent[rootX] = rootY; } } } ``` #### 代码解析 1. **初始化**:`parent` 数组用于记录每个节点的父节点,初始时每个节点的父节点是其自身[^5]。 2. **查找操作**:`find` 方法实现了路径压缩,确保每次查找的时间复杂度接近 O(1)。 3. **合并操作**:`union` 方法将两个节点所在的集合合并为一个集合。 4. **统计连通量**:通过 `Set` 数据结构记录所有不同的根节点,这些根节点代表了不同的连通量。 #### 注意事项 - 输入数据中可能包含重复的道路关系,但并查集的特性可以自动忽略重复的合并操作。 - 输出时需要对每个连通量内的城市按编号从小到大排序[^6]。
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