并查集判两点是否连接 [HAOI2006]旅行(洛谷 P2502)

本文介绍了一种解决特定图论问题的算法,即在有向图中寻找从起点到终点路径上最大边与最小边比值最小的路径。通过将边按权值从大到小排序,并使用并查集数据结构,算法枚举每条边作为最大边,逐步添加其它边直至形成连接起点和终点的路径,从而找到目标路径。

题目描述:

n 个点 m 条边,每条边都有一个权值,问 s 到 t 路径上 mx/mi 的最小值,mx,mi分别为路径上的最大边和最小边;


直接贪心把所有边由大到小排序,然后依次枚举每条边作为最大边,然后再枚举边作为加边,直到 s 和 t 相连;求出mx/mi的最小值;

注意0/0=1;

代码:

#include<bits/stdc++.h>
#define LL long long
#define pa pair<int,LL>
#define ls k<<1
#define rs k<<1|1
#define inf 0x3f3f3f3f
using namespace std;
const int N=100100;
const int M=50100;
const int mod=2015;
int n,m,s,t,fa[N];
struct Node{
	int x,y,v;
}a[N];
bool cmp(Node p,Node q){return p.v>q.v;}
int find(int p){
	if(p==fa[p]) return p;
	return fa[p]=find(fa[p]);
}
int main(){
	scanf("%d%d",&n,&m);
	for(int i=1;i<=m;i++) scanf("%d%d%d",&a[i].x,&a[i].y,&a[i].v);
	sort(a+1,a+m+1,cmp);
	scanf("%d%d",&s,&t);
	int mi=0,mx=0,ok=1;
	double ans=2e9;
	for(int i=1;i<=m;i++){
		for(int j=1;j<=n;j++) fa[j]=j;
		fa[find(a[i].x)]=find(a[i].y);
		if(find(s)==find(t)){
			ans=1;
			ok=0;break;
		}
		int m1=a[i].v,m2=a[i].v;
		for(int j=i+1;j<=m;j++){
			fa[find(a[j].x)]=find(a[j].y);
			m1=min(m1,a[j].v),m2=max(m2,a[j].v);
			if(find(s)==find(t)){
				ok=0;
				if(ans>(double)m2/(double)m1){
					ans=(double)m2/(double)m1;
					mi=m1,mx=m2;
				}
				break;
			}
		}
	}
	if(ok) printf("IMPOSSIBLE\n");
	else{
		if(mi==0||mx==0) printf("1\n");
		else if(mx%mi==0) printf("%d\n",mx/mi);
		else{
			int t=__gcd(mi,mx);
			printf("%d/%d\n",mx/t,mi/t);
		}
	}
	return 0;
}

这道题目还可以使用树状数组或线段树来实现,时复杂度也为 $\mathcal{O}(n\log n)$。这里给出使用树状数组的实现代码。 解题思路: 1. 读入数据; 2. 将原数列离散化,得到一个新的数列 b; 3. 从右往左依次将 b 数列中的元素插入到树状数组中,并计算逆序对数; 4. 输出逆序对数。 代码实现: ```c++ #include <cstdio> #include <cstdlib> #include <algorithm> const int MAXN = 500005; struct Node { int val, id; bool operator<(const Node& other) const { return val < other.val; } } nodes[MAXN]; int n, a[MAXN], b[MAXN], c[MAXN]; long long ans; inline int lowbit(int x) { return x & (-x); } void update(int x, int val) { for (int i = x; i <= n; i += lowbit(i)) { c[i] += val; } } int query(int x) { int res = 0; for (int i = x; i > 0; i -= lowbit(i)) { res += c[i]; } return res; } int main() { scanf("%d", &n); for (int i = 1; i <= n; ++i) { scanf("%d", &a[i]); nodes[i] = {a[i], i}; } std::sort(nodes + 1, nodes + n + 1); int cnt = 0; for (int i = 1; i <= n; ++i) { if (i == 1 || nodes[i].val != nodes[i - 1].val) { ++cnt; } b[nodes[i].id] = cnt; } for (int i = n; i >= 1; --i) { ans += query(b[i] - 1); update(b[i], 1); } printf("%lld\n", ans); return 0; } ``` 注意事项: - 在对原数列进行离散化时,需要记录每个元素在原数列中的位置,便于后面计算逆序对数; - 设树状数组的大小为 $n$,则树状数组中的下标从 $1$ 到 $n$,而不是从 $0$ 到 $n-1$; - 在计算逆序对数时,需要查询离散化后的数列中比当前元素小的元素个数,即查询 $b_i-1$ 位置上的值; - 在插入元素时,需要将离散化后的数列的元素从右往左依次插入树状数组中,而不是从左往右。
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