Codeforces 278C Learning Languages【并查集】水题

本文介绍了一种算法,用于计算使公司所有员工能通过一种或多种官方语言进行有效沟通所需的最小培训成本。通过使用并查集数据结构,该算法有效地处理了员工之间的语言互通性,并确定了最少的学习需求。

C. Learning Languages
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2 seconds
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output
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The "BerCorp" company has got n employees. These employees can use m approved official languages for the formal correspondence. The languages are numbered with integers from 1 to m. For each employee we have the list of languages, which he knows. This list could be empty, i. e. an employee may know no official languages. But the employees are willing to learn any number of official languages, as long as the company pays their lessons. A study course in one language for one employee costs 1 berdollar.

Find the minimum sum of money the company needs to spend so as any employee could correspond to any other one (their correspondence can be indirect, i. e. other employees can help out translating).

Input

The first line contains two integers n and m (2 ≤ n, m ≤ 100) — the number of employees and the number of languages.

Then n lines follow — each employee's language list. At the beginning of the i-th line is integer ki (0 ≤ ki ≤ m) — the number of languages the i-th employee knows. Next, the i-th line contains ki integers — aij (1 ≤ aij ≤ m) — the identifiers of languages the i-th employee knows. It is guaranteed that all the identifiers in one list are distinct. Note that an employee may know zero languages.

The numbers in the lines are separated by single spaces.

Output

Print a single integer — the minimum amount of money to pay so that in the end every employee could write a letter to every other one (other employees can help out translating).

Examples
Input
5 5
1 2
2 2 3
2 3 4
2 4 5
1 5
Output
0
Input
8 7
0
3 1 2 3
1 1
2 5 4
2 6 7
1 3
2 7 4
1 1
Output
2
Input
2 2
1 2
0
Output
1
Note

In the second sample the employee 1 can learn language 2, and employee 8 can learn language 4.

In the third sample employee 2 must learn language 2.


题目大意:

公司一共有N个人,一共官方有M种语言,其中已知每个人会的语言,如果两个人会同一种语言,那么两个人就可以相互交流,如果A会语言1,2,B会语言2,3 C会语言3 4,那么B可以给C翻译A说的话,说以这时候根据这个特性,那么ABC三个人就可以相互交流了。

公司为了让这N个人都能够相互交流,可以使得一些人学会一门语言,对应花费为1,问最少花费多少能够达到目的。


思路:


1、首先设定map【i】【j】,表示第i个人是否会第j门语言,那么我们接下来O(n^2*M)预处理出来哪些人可以相互交流,对应我们可以将这一堆人抽象合并成一个集合,那么我们这里直接使用并查集来实现即可。


2、那么此时我们分类讨论:

①如果N个人,每个人都不会任何一种官方语言,那么对应我们将这N个人每个人都教会同一种语言即可,输出N。

②如果非上述情况,那么对应使得两个集合能够合并在一起,那么使得两个集合中任意一个集合中的任意一个人学会另外一个集合中任意一个人会的语言即可。

那么此时输出集合数-1.


Ac代码:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
using namespace std;
int f[150];
int map[150][150];
int find(int a)
{
    int r=a;
    while(r!=f[r])
    {
        r=f[r];
    }
    int i=a;
    int j;
    while(i!=r)
    {
        j=f[i];
        f[i]=r;
        i=j;
    }
    return r;
}
void merge(int x,int y)
{
    int xx=find(x);
    int yy=find(y);
    if(xx!=yy)
    {
        f[xx]=yy;
    }
}
int main()
{
    int n,m;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
        memset(map,0,sizeof(map));
        for(int i=0;i<n;i++)f[i]=i;
        int flag=0;
        for(int  i=0;i<n;i++)
        {
            int k;
            scanf("%d",&k);
            if(k>0)flag=1;
            while(k--)
            {
                int x;
                scanf("%d",&x);
                x--;
                map[i][x]=1;
            }
        }
        if(flag==0)
        {
            printf("%d\n",n);
            continue;
        }
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            for(int j=0;j<n;j++)
            {
                for(int k=0;k<m;k++)
                {
                    if(map[i][k]==map[j][k]&&map[i][k]==1)
                    {
                        merge(i,j);
                    }
                }
            }
        }
        int output=0;
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            if(f[i]==i)output++;
        }
        printf("%d\n",output-1);
    }
}






### 关于 CodeForces 892E 的解思路分析 #### 使用可撤销并查集解决最小生成树中的边集合验证问 针对给定的无向图以及多个询问,每个询问涉及一组特定的边,并要求判断这组边能否同时存在于某棵最小生成树中。此问可以通过结合Kruskal算法构建最小生成树的过程来求解,在这一过程中利用到的是按照权重升序排列后的边逐步加入至森林结构之中[^1]。 为了高效处理多次查询而不影响后续操作的结果,引入了带有回溯功能的数据结构——即所谓的“可撤销并查集”。这种特殊形式的并查集允许执行合并(union)的同时记录下每一次变动以便之后能够恢复原状;当完成一次查询判定后即可通过一系列反向动作使数据结构回到初始状态,从而不影响其他独立事件的发生逻辑[^3]。 具体实现方法如下: - 将所有的边依据其权重从小到大排序; - 对每一个询问所涉及到的边也做同样的预处理; - 开始遍历已排序好的全局边列表,每当遇到属于当前待检验询问范围内的边时,则尝试将其纳入现有连通分量内; - 如果发现形成环路则说明该询问无法满足条件; - 同样地,任何不属于当前询问但同样处于相同权值下的其它边也应该被考虑进来以确保最终形成的MST是最优解的一部分; - 完成一轮测试后记得清除所有临时更改使得系统重置为未受干扰的状态准备迎接下一个挑战。 ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; struct Edge { int u, v; }; class DSUWithRollback { public: vector<int> parent, rank, historyParent, historyRank; void init(int n){ parent.resize(n); iota(parent.begin(), parent.end(), 0); // Fill with identity mapping. rank.assign(n, 0); historyParent.clear(); historyRank.clear(); } int findSet(int i) {return (parent[i]==i)?i:(findSet(parent[i]));} bool isSameSet(int i, int j){ return findSet(i)==findSet(j);} void unionSets(int i, int j){ if (!isSameSet(i,j)){ historyParent.push_back(findSet(i)); historyParent.push_back(findSet(j)); historyRank.push_back(rank[findSet(i)]); historyRank.push_back(rank[findSet(j)]); int x=findSet(i), y=findSet(j); if (rank[x]>rank[y]) swap(x,y); parent[x]=y; if (rank[x]==rank[y]) ++rank[y]; } } void rollback(){ while(!historyParent.empty()){ parent[historyParent.back()]=historyParent.back(); historyParent.pop_back(); rank[historyParent.back()] = historyRank.back(); historyParent.pop_back(); historyRank.pop_back(); } } }; ``` 上述代码展示了如何创建一个支持撤销机制的并查集类`DSUWithRollback`,它可以在不破坏原有连接关系的前提下安全地进行节点间的联合与查找操作。此外还提供了用于追踪变化历史的方法,方便在必要时候撤消最近的一系列更动。
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