2018.07.10【省赛模拟】模拟B组【JSOI2013】吃货JYY

本文探讨了一个特定的图论问题:在一张图中,已知必须经过的若干边和其他可选边,如何找到从起点出发并最终回到起点的路径,使得总费用最小。文章详细解释了解决该问题的一种算法思路,包括状态压缩、动态规划等技术。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

#Description
世界上一共有N个JYY愿意去的城市,分别从1编号到N。JYY选出了K个他一定要乘坐的航班。除此之外,还有M个JYY没有特别的偏好,可以乘坐也可以不乘坐的航班。
一个航班我们用一个三元组(x,y,z)来表示,意义是这趟航班连接城市x和y,并且机票费用是z。每个航班都是往返的,所以JYY花费z的钱,既可以选择从x飞往y,也可以选择从y飞往x。
南京的编号是1,现在JYY打算从南京出发,乘坐所有K个航班,并且最后回到南京,请你帮他求出最小的花费。

#Input
输入数据的第一行包含两个整数N和K;
接下来K行,每行三个整数x,y,z描述必须乘坐的航班的信息,数据保证在这K个航班中,不会有两个不同的航班在同一对城市之间执飞;
第K+2行包含一个整数M;
接下来M行,每行三个整数x,y,z 描述可以乘坐也可以不乘坐的航班信息。

#Output
输出一行一个整数,表示最少的花费。数据保证一定存在满足JYY要求的旅行方案。

#Sample Input
6 3
1 2 1000
2 3 1000
4 5 500
2
1 4 300
3 5 300

#Sample Output
3100

#Data Constraint
对于10%的数据满足N≤4;
对于30%的数据满足N≤ 7;
对于额外30%的数据满足,JYY可以只通过必须乘坐的K个航班从南京出发到达任意一个城市;
对于100%的数据满足2≤N≤13,0≤K≤78,2 ≤M ≤ 200,1 ≤x,y ≤N,1 ≤z ≤ 10^4。

#Hint
样例说明:一个可行的最佳方案为123541。
机票所需的费用为1000+1000+300+500+300=3100。

#题解
题意就是在一个图中,有k条边必须经过,其他边任意经过,从1号点出发,最终回到1号点的最小费用。
这题我第一眼——最小生成树?(太天真了)
第二眼——类似于欧拉回路?(然而我不会)
第三眼——难道是网络流?(拉倒吧)
第四眼——dp?但是有后效性,弃疗吧!
然后,我就不会做了。

结果正解就是一个dp加上类似于欧拉回路的东东再乱搞即可。
听起来简单,搞起来很好搞,但是想到真的是神仙才想得到吧。
我这个凡人算了

首先,我们先看看画出来的图,我们发现在这个图中会有一个欧拉图,然后,我们就考虑把别的边或点给丢掉,来构成一个欧拉图。
但是这样似乎很难搞,那么我们逆向想想,不如我们就新建一个图,来把边、点给丢进去,变成一个欧拉图,这样似乎很好搞啦。
于是呢,我们就需要一个状态来记录。考虑到n极小,那么就是一个状态压缩。
但是,看到是欧拉图,那么在新的图中的点有两种情况——一是奇点,二是偶点。什么意思?也就是奇点有奇数的边与之相连,偶点就是有偶数的边与之相连。然后还有的点为加入新图,那么就有3种情况——
0:未加入图
1:加入图且为奇点
2:加入图且为偶点
于是现在,我们就看看如何把一个点加入新图中。
这里写图片描述
我们就要考虑吧now给连上边

第一种情况:
当有必连边连接,那么就必须连上
这里写图片描述
然后,我们同时要改变下这个新图的点的奇偶性,即可

第二种情况:
没有必连边时,我们就考虑连一条最近的边。
这里写图片描述
然后这个显然是可行的。可以以最小的代价把这个点也给连上。
但是,问题来了。正确性能否保证呢?因为以下图的走法,我们会发现开始节点的奇偶性好像会改变。
这里写图片描述
看看这个走路的方案,好像开始点的奇偶性是奇性,然而,这是个不严谨的欧拉图,这个走路分方案其实是太过于早考虑了,那么我们就先欠下这个账。

先放下那个账,我们可以发现,我们新图中还剩下一些奇点是没有变成偶点的,根据欧拉图,我们就必须把这些奇点给改成偶点才可以行得通,那么我们就把奇点都给拿出来,然后再搞一遍dp,然后用最短路来把这些奇点以最小的费用给匹配出来。
然后就可以吧所有的奇点给变成偶点了。
正确?
没错,因为每次都是两个点之间再连一条最短路的边,那么就代表这两个点之间返回用最小的费用。由于这是个不严谨的欧拉图,那么这个方法也是正确的。
感性理解理解。

欠的旧账——
我们看看这个图:
这里写图片描述
用我们的方法来做,开始点的奇偶性为奇性,然后呢,我们就可以根据我们刚刚讲的方法来把这个开始点与另一个点匹配,那么也就可能走了一条重复的边,由于刚才说这样是正确的,那么这个走法也是正确的。
也就是说,我们在加入点时,不考虑它走不走重复边,只有在最后把奇点匹配时才从真正意义上来走重复边。
理解理解。
然后你就会了。

代码:

uses math;
var
        i,j,k,l,o,n,m,zs,answer,tot,tot1,maxx,zy,gs,add,p:longint;
        x,y,z,x1,y1,z1,tov,next,last,a,b:array[1..10000] of longint;
        map:array[1..13,1..13] of longint;
        f:array[0..1594323] of longint;
        pp:array[0..13] of longint;
        mi,mi2,apple:array[0..14] of longint;
        bz:array[1..14] of boolean;
        dp:array[0..8191] of longint;
        flag,flag1:boolean;
procedure insert(x,y:longint);
begin
        inc(tot);
        tov[tot]:=y;
        next[tot]:=last[x];
        last[x]:=tot;
end;
begin
        fillchar(map,sizeof(map),127);
        maxx:=map[1,1];
        readln(zs,n);
        for i:=1 to n do
        begin
                readln(x[i],y[i],z[i]);
                insert(x[i],y[i]);
                insert(y[i],x[i]);
                bz[x[i]]:=true;
                bz[y[i]]:=true;
                x[n+i]:=y[i];
                y[n+i]:=x[i];
                z[n+i]:=z[i];
                map[x[i],y[i]]:=min(z[i],map[x[i],y[i]]);
                map[y[i],x[i]]:=map[x[i],y[i]];
                answer:=answer+z[i];
        end;
        readln(m);
        for i:=1 to m do
        begin
                readln(x1[i],y1[i],z1[i]);
                map[x1[i],y1[i]]:=min(map[x1[i],y1[i]],z1[i]);
                map[y1[i],x1[i]]:=map[x1[i],y1[i]];
        end;
        for k:=1 to zs do
        begin
                for i:=1 to zs do
                begin
                        if i<>k then
                        for j:=1 to zs do
                        begin
                                if (i<>j) and (k<>j) then
                                begin
                                        if (map[i,k]<maxx) and (map[k,j]<maxx) then
                                        map[i,j]:=min(map[i,j],map[i,k]+map[k,j]);
                                end;
                        end;
                end;
        end;
        mi[1]:=1;
        mi2[1]:=1;
        for i:=2 to zs+1 do
        begin
                mi[i]:=mi[i-1]*3;
                mi2[i]:=mi2[i-1]*2;
        end;
        fillchar(f,sizeof(f),127);
        f[2]:=0;
        
        for i:=1 to mi[zs+1]-1 do
        begin
                zy:=i;
                flag1:=true;
                for j:=1 to zs do
                begin
                        apple[j]:=i mod mi[j+1] div mi[j];
                end;
                for j:=1 to zs do
                begin
                        zy:=i;
                        if ((apple[j])=0) and (bz[j]) then
                        begin
                                flag1:=false;
                                flag:=true;
                                gs:=0;
                                k:=last[j];
                                while k>0 do
                                begin
                                        l:=apple[tov[k]];
                                        if l>0 then
                                        begin
                                                flag:=false;
                                                if l=1 then zy:=zy+mi[tov[k]]
                                                else
                                                if l=2 then zy:=zy-mi[tov[k]];
                                                inc(gs);
                                        end;
                                        k:=next[k];
                                end;
                                if flag then
                                begin
                                        p:=j;
                                        for k:=1 to zs do
                                        begin
                                                if apple[k]>0 then
                                                begin
                                                        if map[j,k]<map[j,p] then
                                                        begin
                                                                p:=k;
                                                        end;
                                                end;
                                        end;
                                        zy:=zy+mi[j];
                                        l:=i mod mi[p+1] div mi[p];
                                        if l=1 then zy:=zy+mi[p]
                                        else
                                        if l=2 then zy:=zy-mi[p];
                                        if map[j,p]<maxx then
                                        f[zy]:=min(f[zy],f[i]+map[j,p]);
                                end
                                else
                                begin
                                        if gs mod 2=0 then gs:=2
                                        else gs:=1;
                                        zy:=zy+gs*mi[j];
                                        f[zy]:=min(f[zy],f[i]);
                                end;
                        end;
                end;
        end;


        for i:=1 to mi2[zs+1]-1 do
        begin
                j:=0;
                for k:=1 to zs do
                begin
                        if i and mi2[k]>0 then
                        begin
                                j:=k;
                                break;
                        end;
                end;
                dp[i]:=maxx;
                for k:=1 to zs do
                begin
                        if (i and mi2[k]>0) and (k<>j) then
                        begin
                                dp[i]:=min(dp[i],dp[i-mi2[k]-mi2[j]]+map[j,k]);
                        end;
                end;
        end;
        tot1:=mi[zs+1]-1;
        for i:=1 to zs do
        begin
                if not bz[i] then
                begin
                        tot1:=tot1-mi[i]*2;
                end;
        end;
        for i:=2 to mi[zs+1]-1 do
        begin
                if f[i]=maxx then continue;
                for j:=1 to zs do
                begin
                        apple[j]:=i mod mi[j+1] div mi[j];
                end;
                zy:=i;
                flag1:=true;
                for j:=1 to zs do
                begin
                        zy:=i;
                        if ((apple[j])=0) and (bz[j]) then
                        begin
                                flag1:=false;
                                break;
                        end;
                end;
                if flag1 then
                begin
                        pp[0]:=0;
                        add:=0;
                        zy:=0;
                        for j:=1 to zs do
                        begin
                                if (apple[j])=1 then
                                begin
                                        inc(pp[0]);
                                        pp[pp[0]]:=j;
                                        zy:=zy+mi2[j];
                                end;
                        end;
                        if pp[0] mod 2=1 then continue;
                        add:=dp[zy];
                        if add<maxx then
                        begin
                                f[tot1]:=min(f[tot1],f[i]+add);
                        end;
                end;
        end;
        writeln(f[tot1]+answer);
end.

转载于:https://www.cnblogs.com/RainbowCrown/p/11148411.html

### JSOI 星球大战 相关题目及解法 #### 题目背景 很久以前,在一个遥远的星系,一个黑暗的帝国靠着它的超级武器统治着整个星系。反抗军正在计划一次大规模的反攻行动[^2]。 #### 题目描述 给定一张图表示星系中的行星及其连接关系,每颗行星可以看作是一个节点,而边则代表两颗行星之间的通信通道。初始时所有行星都是连通的。然而,随着时间推移,某些行星可能被摧毁,从而影响到整体网络的连通性。每次询问需要返回当前还剩下多少个连通分量。 该问题的核心在于动态维护图的连通性变化情况,并快速响应查询操作。 --- #### 解决方案概述 此问题可以通过 **并查集 (Disjoint Set Union, DSU)** 数据结构来高效解决。以下是具体实现方法: 1. 并查集是一种用于处理不相交集合的数据结构,支持两种主要操作: - `find(x)`:找到元素 $x$ 所属集合的根节点。 - `union(x, y)`:将两个不同集合合并成一个新的集合。 这些操作的时间复杂度接近常数级别(通过路径压缩优化后为 $\alpha(n)$),其中 $\alpha(n)$ 是阿克曼函数的逆函数。 2. 对于本题而言,由于是倒序模拟行星毁灭的过程,因此可以从最终状态向前回溯重建历史记录。即先假设所有的行星都被摧毁了,再逐步恢复它们的存在状态。 3. 使用数存储每个时间点上的事件顺序,按照输入数据给出的销毁次序依次执行相应的动作即可完成任务需求。 --- #### 实现细节 下面提供了一个基于 Python 的解决方案框架: ```python class UnionFind: def __init__(self, n): self.parent = list(range(n)) self.rank = [0] * n def find(self, x): if self.parent[x] != x: self.parent[x] = self.find(self.parent[x]) # 路径压缩 return self.parent[x] def union_set(self, x, y): xr = self.find(x) yr = self.find(y) if xr == yr: return False if self.rank[xr] < self.rank[yr]: self.parent[xr] = yr elif self.rank[xr] > self.rank[yr]: self.parent[yr] = xr else: self.parent[yr] = xr self.rank[xr] += 1 return True def main(): import sys input = sys.stdin.read data = input().split() N, M = int(data[0]), int(data[1]) edges = [] for i in range(M): u, v = map(int, data[i*2+2:i*2+4]) edges.append((u-1, v-1)) # Convert to zero-based index destroyed_order = list(map(lambda x:int(x)-1, data[M*2+2:M*2+N+2])) queries = [] uf = UnionFind(N) current_components = N result = [] # Preprocess the reverse order of destructions. active_edges = set(edges) edge_map = {tuple(sorted(edge)): idx for idx, edge in enumerate(edges)} status = [True]*M for planet in reversed(destroyed_order): initial_state = current_components connected_to_planet = [ e for e in active_edges if planet in e and all(status[edge_map[tuple(sorted(e))]] for e in active_edges)] for a, b in connected_to_planet: if uf.union_set(a, b): current_components -= 1 result.append(current_components) queries.insert(0, str(initial_state)) print("\n".join(reversed(result))) if __name__ == "__main__": main() ``` 上述代码定义了一个简单的并查集类以及主程序逻辑部分。它读取标准输入流中的数据,构建所需的邻接表形式表达图的关系矩阵;接着依据指定好的破坏序列逐一还原各阶段下的实际状况直至结束为止。 --- #### 性能分析 对于最大规模测试案例来说 ($N=10^5$, $M=4 \times 10^5$),这种方法能够很好地满足性能要求。因为每一次联合操作几乎都可以视为 O(α(N)) 时间消耗,所以体运行效率非常高。 ---
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