Codeforces 827 D 最小生成树+倍增 解题报告

本文介绍了一种算法,用于确定加权图中每条边的最大整数权重,使得该边仍包含在所有最小生成树中。文章详细解释了算法流程,并通过代码示例展示了如何实现这一算法。

D. Best Edge Weight

You are given a connected weighted graph with n vertices and m edges. The graph doesn’t contain loops nor multiple edges. Consider some edge with id i. Let’s determine for this edge the maximum integer weight we can give to it so that it is contained in all minimum spanning trees of the graph if we don’t change the other weights.
You are to determine this maximum weight described above for each edge. You should calculate the answer for each edge independently, it means there can’t be two edges with changed weights at the same time.

Input

The first line contains two integers n and m (2 ≤ n ≤ 2·105, n - 1 ≤ m ≤ 2·105), where n and m are the number of vertices and the number of edges in the graph, respectively.
Each of the next m lines contains three integers u, v and c (1 ≤ v, u ≤ n, v ≠ u, 1 ≤ c ≤ 109) meaning that there is an edge between vertices u and v with weight c.

Output

Print the answer for each edge in the order the edges are given in the input. If an edge is contained in every minimum spanning tree with any weight, print -1 as the answer.

Examples

input
4 4
1 2 2
2 3 2
3 4 2
4 1 3
output
2 2 2 1
input
4 3
1 2 2
2 3 2
3 4 2
output
-1 -1 -1

【解题报告】

这里写图片描述
中文题目大意如上图

先求最小生成树。求完之后,分两种情况讨论:
1.若一条边不在生成树上,这条边的两端肯定在树上构成一条链。
若这条边替代树上的一条链,则权值最大必须小于链上的边的最大权值。
那么显然这个点的最大权值就是链上最大边权-1。
2.若一条边在生成树上,则还是看刚才每个不在生成树上的边和生成树构成的那个环:
对于每个不在生成树上的边,假设从u到v,那么它能替代的边就为生成树上u到v路径上的所有边。
这时,u到v的生成树路径上的所有边,权值必须小于这条边,否则就要被替代。

最大和最小权值,都可以利用倍增算法在树上更新。

代码如下:

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define N 200010
#define inf 0x3f3f3f3f

int n,m,num;
int f[N],mxlen[N][20],mnlen[N][20],dep[N],fa[N][20],ans[N];
bool use[N],visit[N];
vector <int> v[N];
vector <int> d[N];

struct Edge 
{
    int from,to,dist,id;
    friend bool operator < (const Edge &a,const Edge &b)
    {return a.dist<b.dist;}
}edge[N<<1];

int find(int x) 
{
    return(f[x]==x)?x:f[x]=find(f[x]);
}
void kruskal(int n,int m) 
{
    int cnt=0;
    memset(use,0,sizeof(use));
    for(int i=1;i<=n;++i) f[i]=i;
    for(int i=1;i<=m;++i) 
    {
        int from=edge[i].from,to=edge[i].to;
        int fa=find(from),fb=find(to);
        if(fa!=fb) 
        {
            cnt++;use[i]=1;
            v[from].push_back(to);
            v[to].push_back(from);
            d[from].push_back(edge[i].dist);
            d[to].push_back(edge[i].dist);
            if(cnt==n-1) return;
            f[fa]=fb;
        }
    }
}
void dfs(int now,int step) 
{
    visit[now]=1;dep[now]=step;
    for(int i=0;i<v[now].size();++i) 
    {
        int to=v[now][i];
        if(!visit[to]) 
        {
            fa[to][0]=now;mxlen[to][0]=d[now][i];
            dfs(to,step+1);
        }
    }
}
int getmaxlen(int x,int y) 
{
    if(dep[x]<dep[y]) swap(x,y);
    int i,ans=-inf;
    for (i=18;i>=0;i--) 
    {
        if(dep[fa[x][i]]>=dep[y]) 
        {
            ans=max(ans,mxlen[x][i]);
            x=fa[x][i]; 
        }
    }
    if(x==y) return ans;
    for(i=18;i>=0;i--) 
    {
        if(fa[x][i]!=fa[y][i]) 
        {
            ans=max(ans,max(mxlen[x][i],mxlen[y][i]));
            x=fa[x][i];y=fa[y][i];
        }
    }
    ans=max(ans,max(mxlen[x][0],mxlen[y][0]));
    return ans;
}
void update(int x,int y,int val) 
{
    if(dep[x]<dep[y]) swap(x,y);
    int i;
    for(i=18;i>=0;i--) 
    {
        if(dep[fa[x][i]]>=dep[y]) 
        {
            mnlen[x][i]=min(val,mnlen[x][i]);
            x=fa[x][i]; 
        }
    }
    if(x==y) return;
    for(i=18;i>=0;i--) 
    {
        if(fa[x][i]!=fa[y][i]) 
        {
            mnlen[x][i]=min(mnlen[x][i],val);
            mnlen[y][i]=min(mnlen[y][i],val);
            x=fa[x][i];y=fa[y][i];
        }
    }
    mnlen[x][0]=min(mnlen[x][0],val);
    mnlen[y][0]=min(mnlen[y][0],val);
}
int main() 
{
//  freopen("tree.in","r",stdin);
//  freopen("tree.out","w",stdout);
    num=0;
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i=1;i<=m;++i) 
    {
        scanf("%d%d%d",&edge[i].from,&edge[i].to,&edge[i].dist);
        edge[i].id=i;
    }
    sort(edge+1,edge+m+1);
    kruskal(n,m);
    memset(visit,0,sizeof(visit));
    fa[1][0]=0;dep[0]=-1;
    dfs(1,0);
    for(int j=1;j<=18;++j) 
    for(int i=1;i<=n;++i) 
    {
        fa[i][j]=fa[fa[i][j-1]][j-1];
        mxlen[i][j]=max(mxlen[i][j-1],mxlen[fa[i][j-1]][j-1]);
    }
    memset(ans,inf,sizeof(ans));
    memset(mnlen,inf,sizeof(mnlen));
    for(int i=1;i<=m;++i) 
    {   
        if(!use[i]) 
        {
            ans[edge[i].id]=getmaxlen(edge[i].from,edge[i].to)-1;
            update(edge[i].from,edge[i].to,edge[i].dist-1);
        }
    }
    for(int j=17;j>=0;--j) 
    for(int i=1;i<=n;++i) 
    {
        mnlen[i][j]=min(mnlen[i][j],mnlen[i][j+1]);
        mnlen[fa[i][j]][j]=min(mnlen[fa[i][j]][j],mnlen[i][j+1]);
    }
    for(int i=1;i<=m;++i) 
    {
        if(use[i])
        {
            if(fa[edge[i].from][0]==edge[i].to) 
                ans[edge[i].id]=mnlen[edge[i].from][0];
            else ans[edge[i].id]=mnlen[edge[i].to][0];
        } 
    }
    for(int i=1;i<=m;++i) 
    {
        if(ans[i]==inf) printf("-1 ");
        else printf("%d ",ans[i]);
    }
    return 0;
}
### 关于 CodeForces 892E 的解题思路分析 #### 使用可撤销并查集解决最小生成树中的边集合验证问题 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。此问题可以通过结合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。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值