洛谷P1330 封锁阳光大学

该博客探讨了一个图论问题,涉及n个点和m条道路。问题要求通过标记某些点来封锁所有道路,但相邻点不能被标记。作者提出了一种染色策略,从任意点开始染色并递归检查相邻节点,计算最少标记次数。若无法成功标记所有道路,则输出Impossible。代码中使用DFS进行搜索,并考虑了不连通图的情况。

题意是这样的,给出n个点和m条道路,标记一个点可以封锁以这个点为起点或者终点的道路,不能标记相邻点,问能不能成功,如果能成功,最少需要多少次标记才能封锁所有道路

  • 这道题是一个涂色问题,可以这样考虑,从任意一个顶点开始涂色,比如涂成黑色,相当于做了一个标记,那么和它直接相连的其他点就不需要标记了,也就是将其他点涂成白色,那么对于这个点,进行标记的次数对于答案的贡献就是白色点数和黑色点数的最小值
  • 因为每次枚举都需要将顶点染成黑色,在涂色的过程中如果发现当前染成黑色的节点的邻接节点竟然已经染成了黑色或者当前染成白色的节点的邻接节点已经染成了白色,那么就说明不能成功标记,也就是题目中描述的两只河蟹碰到一起和至少有一条路无人看守的情况
  • 为了防止数据够不成联通图的情况,需将每一个顶点分别作为起始节点进行搜索
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <cstdio>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <queue>
#include <stack>
#include <map>
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int MAXN = 1e6 + 100;
const double eps = 1e-6;
int Data[MAXN];
int color[MAXN];
vector<int> vs[MAXN];
bool flag = true;
void dfs(int s, int &cnt, int &num){
    int len = vs[s].size();
    for(int i=0;i<len;i++){
        if(color[vs[s][i]] == color[s]){
            flag = false;
            return;
        }
        if(color[vs[s][i]]) continue;
        color[vs[s][i]] = -color[s];
        if(color[vs[s][i]] == -1){
            cnt++;
        }
        num++;
        dfs(vs[s][i], cnt, num);
    }
}
int main(){
    //freopen("input.txt", "r", stdin);
    //freopen("output.txt", "w", stdout);
    int n, m, u, v, cnt, num;
    cnt = num = 0;
    scanf("%d%d", &n, &m);
    for(int i=0;i<m;i++){
        scanf("%d%d", &u, &v);
        vs[u].push_back(v);
        vs[v].push_back(u);
    }
    int ans = 0;
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if(color[i] == 0){
            color[i] = 1;
            cnt = 0;
            num = 1;
            dfs(i, cnt, num);
            ans += min(cnt, num - cnt);
        }
    }
    if(flag) printf("%d", ans);
    else printf("Impossible");
    return 0;
}
<think>好的,我需要帮助用户解决洛谷P1330封锁阳光大学的Java实现问题。首先,我需要理解题目要求。题目大意是说,给定一个无向图,要求在覆盖所有边的情况下,选择最少的点,使得每条边恰好有一个端点被选中。这看起来像是一个二分图的最小顶点覆盖问题,或者可能需要用染色法来判断是否是二分图,然后选择较小的颜色集合。 用户提到他们想找Java的解决方案,所以我需要回忆相关的算法和步骤。首先,应该判断图是否为二分图。如果不是,说明无法满足条件,直接输出"Impossible"。如果是二分图,那么需要统计每个连通分量中的两种颜色数量,取较小的那个,最后将所有连通分量的结果相加。 接下来,我需要考虑如何用Java实现这个算法。通常,图的遍历可以用DFS或BFS。这里可能需要处理多个连通分量,所以每个连通分量都要单独处理。对于每个连通分量,进行染色,并统计两种颜色的数量。需要注意的是,图可能不连通,所以必须遍历所有未被访问的节点。 然后,处理输入输出。输入是节点数n和边数m,接着是m条边。需要建立邻接表来存储图结构。在Java中,可以使用ArrayList的数组来表示邻接表。同时,需要一个数组来记录每个节点的颜色,比如用1和2表示两种颜色,0表示未访问。 具体步骤可能包括: 1. 读取输入,构建邻接表。 2. 遍历每个未访问的节点,进行DFS/BFS染色。 3. 在染色过程中,检查是否存在冲突,即相邻节点颜色相同,说明不是二分图。 4. 统计每个连通分量的两种颜色数量,累加较小的那个。 5. 如果有任何连通分量不是二分图,输出"Impossible";否则输出总数。 需要注意的边界情况包括:图中没有边的情况,节点数为0或1的情况,以及自环边(但题目中可能不存在自环,因为每条边连接两个不同的点)。 现在,我需要将这些思路转化为Java代码。例如,DFS函数需要递归地对相邻节点染色,并检查颜色是否冲突。如果发现冲突,设置一个标志位,终止后续处理。 代码的大致结构可能如下: - 主函数读取输入,初始化邻接表和颜色数组。 - 遍历每个节点,如果未染色,则进行DFS。 - 在DFS过程中统计颜色数量,并检查冲突。 - 最终根据是否有冲突和统计结果输出答案。 还需要测试一些例子,例如示例输入: 输入: 3 3 1 2 2 3 1 3 输出应该是"Impossible",因为无法形成二分图。 另一个例子: 输入: 2 1 1 2 输出1,因为选择任一节点即可。 此外,需要考虑图的连通性,比如多个连通分量,每个都需要处理。 现在,我需要确保代码正确处理这些情况,特别是颜色初始化和统计的正确性。同时,处理输入时要注意节点编号是否从1开始,这点题目中的示例通常是这样的。 最后,编写代码时要注意效率,避免超时。使用DFS或BFS都是O(n+m)的时间复杂度,应该可以接受。</think>### 洛谷P1330 封锁阳光大学 Java实现解析 该问题要求用最少的节点覆盖所有边,每条边必须**恰好有一个端点被选中**。这个问题可以转化为二分图的**最小顶点覆盖问题**,通过染色法判断图的二分性并统计最优解。 --- #### 核心思路 1. **二分图判定**:若图不是二分图,则无法满足条件,输出`Impossible`[^3]。 2. **染色统计**:对每个连通分量进行染色(两种颜色),统计两种颜色数量,取较小值累加结果。 3. **多连通分量处理**:需遍历所有未访问节点,确保每个连通分量都被处理。 --- #### Java实现代码 ```java import java.util.*; public class Main { static List<Integer>[] graph; static int[] color; // 0:未访问, 1:颜色1, 2:颜色2 static int cnt1, cnt2; static boolean hasConflict; public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); int n = sc.nextInt(), m = sc.nextInt(); graph = new ArrayList[n + 1]; color = new int[n + 1]; for (int i = 1; i <= n; i++) graph[i] = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < m; i++) { int u = sc.nextInt(), v = sc.nextInt(); graph[u].add(v); graph[v].add(u); } int res = 0; for (int i = 1; i <= n; i++) { if (color[i] == 0) { cnt1 = 0; cnt2 = 0; hasConflict = false; dfs(i, 1); // 从颜色1开始染色 if (hasConflict) { System.out.println("Impossible"); return; } res += Math.min(cnt1, cnt2); } } System.out.println(res); } static void dfs(int u, int c) { color[u] = c; if (c == 1) cnt1++; else cnt2++; for (int v : graph[u]) { if (color[v] == 0) { dfs(v, 3 - c); // 染色为相反颜色 } else if (color[v] == c) { hasConflict = true; // 发现颜色冲突 } } } } ``` --- #### 代码解析 1. **输入处理**:构建邻接表存储图结构。 2. **染色DFS**:递归染色相邻节点,若发现相邻节点颜色相同则标记冲突。 3. **统计最优解**:对每个连通分量的两种颜色数量取较小值,累加到最终结果。 4. **冲突检测**:若存在冲突直接输出`Impossible`。 --- #### 复杂度分析 - **时间复杂度**:$O(n + m)$,每个节点和边仅访问一次。 - **空间复杂度**:$O(n + m)$,存储邻接表和颜色数组。 ---
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