E - 食物链(扩展域并查集)

本文介绍了一种使用扩展域并查集算法解决食物链关系判断问题的方法,通过维护三种关系域来快速判断和更新动物之间的关系,有效识别描述中的矛盾之处。

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

动物王国中有三类动物A,B,C,这三类动物的食物链构成了有趣的环形。A吃B, B吃C,C吃A。
现有N个动物,以1-N编号。每个动物都是A,B,C中的一种,但是我们并不知道它到底是哪一种。
有人用两种说法对这N个动物所构成的食物链关系进行描述:
第一种说法是"1 X Y",表示X和Y是同类。
第二种说法是"2 X Y",表示X吃Y。
此人对N个动物,用上述两种说法,一句接一句地说出K句话,这K句话有的是真的,有的是假的。当一句话满足下列三条之一时,这句话就是假话,否则就是真话。
1) 当前的话与前面的某些真的话冲突,就是假话;
2) 当前的话中X或Y比N大,就是假话;
3) 当前的话表示X吃X,就是假话。
你的任务是根据给定的N(1 <= N <= 50,000)和K句话(0 <= K <= 100,000),输出假话的总数。

Input

第一行是两个整数N和K,以一个空格分隔。
以下K行每行是三个正整数 D,X,Y,两数之间用一个空格隔开,其中D表示说法的种类。
若D=1,则表示X和Y是同类。
若D=2,则表示X吃Y。

Output

只有一个整数,表示假话的数目。

Sample Input

100 7
1 101 1
2 1 2
2 2 3
2 3 3
1 1 3
2 3 1
1 5 5

Sample Output

3

洛谷上一份很良心的题解:https://www.luogu.org/problemnew/solution/P2024

带权并查集和扩展域并查集均可,但是本菜鸡只会扩展域并查集

使用三倍大小的并查集,分别表示同类域、天敌域、捕食域

假话的情况:
1)x或y大于n
2)x是y的同类时,x是y的猎物或x是y的天敌
3)x捕食y时,x是y的同类或x是y的猎物

如果x和y是同类,那么他们的猎物和天敌都相同,需要合并同类域(x和y是同类)、捕食域(x的猎物和y的猎物是同类)和天敌域(x的天敌和y的天敌是同类)

如果x吃y,需要合并x和y的天敌域(x和y的天敌是同类),x的天敌域和y的捕食域(x的天敌和y的猎物是同类),x的捕食域和y(x的猎物和y是同类)

#include <cstdio>
#include <cstring>
const int N = 2e5 + 5;

int fa[N]; // 记录每个节点的父节点

void init(int n) // n棵有一个节点的树 
{
	for (int i = 1; i <= n; i++)
		fa[i] = i;
}

int find(int x) // 找到此节点的根节点
{
	if (fa[x] == x) return x;
	return fa[x] = find(fa[x]);
}

void unite(int x, int y) // 合并x和y所在的集合 
{
	x = find(x), y = find(y);
	fa[x] = y;
}

int main(void)
{
	int n, k;
	int d, x, y;
	int ans = 0;
	scanf("%d%d", &n, &k);
	init(N);
	while (k--) {
		scanf("%d%d%d", &d, &x, &y);
		if (x > n || y > n) {
			ans++;
			continue;
		}
		if (d == 1) {
			if (find(x + n) == find(y) || find(x) == find(y + n)) {
				ans++;
			} else {
				unite(x, y);
				unite(x + n, y + n);
				unite(x + 2 * n, y + 2 * n);
			}
		} else {
			if (find(x) == find(y) || find(x) == find(y + n)) {
				ans++;
			} else {
				unite(x, y + 2 * n);
				unite(x + n, y);
				unite(x + 2 * n, y + n);
			}
		}
	}
	printf("%d\n", ans);
	
	return 0;
}
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