拓扑排序+线性dp求最长路 旅行计划(洛谷 P1137)

旅行计划

题目描述

小明要去一个国家旅游。这个国家有N个城市,编号为1至N,并且有M条道路连接着,小明准备从其中一个城市出发,并只往东走到城市i停止。

所以他就需要选择最先到达的城市,并制定一条路线以城市i为终点,使得线路上除了第一个城市,每个城市都在路线前一个城市东面,并且满足这个前提下还希望游览的城市尽量多。

现在,你只知道每一条道路所连接的两个城市的相对位置关系,但并不知道所有城市具体的位置。现在对于所有的i,都需要你为小明制定一条路线,并求出以城市i为终点最多能够游览多少个城市。

输入格式

第1行为两个正整数N,M。

接下来M行,每行两个正整数x, y表示了有一条连接城市x与城市y的道路,保证了城市x在城市y西面。

输出格式

N行,第i行包含一个正整数,表示以第ii个城市为终点最多能游览多少个城市。


首先这是有向图,题目要求的是以每个点为终点的最长路,看上去好像可以dij或者dfs直接搞,但是没有告诉你起点是什么,所以还是不行;

线性dp+拓扑排序;

这道题的怎么dp十分明显,但是前提是要先拓扑排序;

为啥要先拓扑排序,这就牵扯到dp的无后效性,通俗的讲就是,我对后面的元素进行dp时,我必须保证我前面的元素都已经是dp好了,不能是还有元素没有dp好,而拓扑排序就完美解决了这个问题,后面的一定是在前面元素都已经出完了,才出现;

#include<bits/stdc++.h>
#define LL long long
#define pa pair<int,int>
#define lson k<<1
#define rson k<<1|1
//ios::sync_with_stdio(false);
using namespace std;
const int N=1000100;
const int M=1000100;
const LL mod=1e9+7;
int n,m;
struct Node
### 使用纯拓扑排序解决洛谷 P1137 问题 对于洛谷 P1137 这类涉及顺序依赖关系的问题,可以通过构建有向无环图 (DAG) 并应用拓扑排序来解决问题。具体来说,在给定的 n + m 个点的图中运行拓扑排序,并在此基础上计算最长路径[^1]。 #### 构建图结构 为了适应题目需,需先建立一个表示各节点间约束条件的图模型。假设存在若干组数据描述了某些特定位置之间的相对高度差异,则可以根据这些信息在图中相应两点之间创建指向更高处方向上的边连接: ```cpp for(int i=0;i<m;++i){ int u,v; cin>>u>>v; G[u].push_back(v); // 建立从较低编号到较高编号的单向边 } ``` #### 实现拓扑排序过程 通过入度数组记录每个顶点当前拥有的前置任务数量;随后利用队列辅助完成广度优先遍历操作——每当处理完某一层级的所有元素之后就将其后续可能影响到的目标加入待访问列表直至全部结点均被有序排列完毕为止: ```cpp queue<int> q; vector<int> topo_order; // 初始化入度表并找到起点集合 indeg.resize(n+1); for(auto& adj : G) for(auto v : adj.second) ++indeg[v]; for(int i=1;i<=n;++i) if(!indeg[i]) q.push(i); while (!q.empty()) { auto cur = q.front(); q.pop(); topo_order.emplace_back(cur); for (auto next : G[cur]) if (--indeg[next]==0) q.push(next); } if(topo_order.size()!=n)// 存在环无法完全展开成线性序列 { cout << "Error: Cycle detected"; return -1; } ``` #### 计算最长路径长度 一旦获得了合法有效的拓扑序列表达形式后就可以进一步探讨如何高效得最大上升子序列之和的问题了。这里推荐采用动态规划的思想来进行优化设计:设 `dp[x]` 表示以第 x 号位结尾所能达到的最大累积增量值;那么当考察至新成员 y 时只需从前驱项 dp[y'] 中挑选出最优解加以继承更新即可形成新的状态转移方程表达式如下所示: \[ \text{dp}[y]=\max (\text {dp}[\mathrm{x}], \text {height}[\mathrm{y}] ) , \forall x<y, h(x)<h(y)\] 最终答案即为所有 dp[] 数组中的最大者所对应的数值大小。 ```cpp vector<long long> heights(n+1), dp(n+1); for(size_t idx=0;idx<n;++idx){ const auto &cur=topo_order[idx]; dp[cur]=heights[cur]; for(const auto &next:G[cur]){ dp[next]=std::max(dp[next],dp[cur]+heights[next]); } } cout<<*max_element(begin(dp)+1,end(dp))<<"\n"; ```
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