洛谷 P1330 封锁阳光大学

题目描述 Description
曹是一只爱刷街的老曹,暑假期间,他每天都欢快地在阳光大学的校园里刷街。河蟹看到欢快的曹,感到不爽。河蟹决定封锁阳光大学,不让曹刷街。
阳光大学的校园是一张由N个点构成的无向图,N个点之间由M条道路连接。每只河蟹可以对一个点进行封锁,当某个点被封锁后,与这个点相连的道路就被封锁了,曹就无法在与这些道路上刷街了。非常悲剧的一点是,河蟹是一种不和谐的生物,当两只河蟹封锁了相邻的两个点时,他们会发生冲突。
询问:最少需要多少只河蟹,可以封锁所有道路并且不发生冲突。
输入输出格式 Input/output
输入格式:
第一行:两个整数N,M
接下来M行:每行两个整数A,B,表示点A到点B之间有道路相连。
输出格式:
仅一行:如果河蟹无法封锁所有道路,则输出“Impossible”,否则输出一个整数,表示最少需要多少只河蟹。
输入样例:
【输入样例1】
3 3
1 2
1 3
2 3

【输入样例2】
3 2
1 2
2 3
输出样例:
【输出样例1】
Impossible

【输出样例2】
1

因为河蟹很不和谐= = 所以相邻的点是不能有河蟹的,也就是相邻的点的状态不能相同,这个问题也就被称为染色问题:
对于一个可操作的点,一共有把它染成黑色和白色这两种可能,所以从第一个可操作的点开始染色,将它染色,染成黑的或者是白的,之后整张图都被染色之后,统计被染色的黑色总数和白色总数,在两者中取min即是最小放河蟹的数目
由于图不一定是联通的,因此将每张图分别处理一下即可

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
using namespace std;
const int maxn=2333333;
int use[maxn];
int ans;
struct doubi{
    int f,t,d;
}edge[maxn];
int next[maxn],first[maxn],tot;
void build(int f,int t){
    edge[++tot].f=f;
    edge[tot].t=t;
    next[tot]=first[f];
    first[f]=tot;
}
queue<int> q;
bool vis[maxn];
int n,m;
int bfs(int u)
{
    int ans1=0,ans2=0;
    q.push(u);
    while(!q.empty())
    {
        int p=q.front();
        q.pop();
        for(int i=first[p];i;i=next[i]){
            int v=edge[i].t;
            if(!use[v]){
                use[v]=use[p]==1?2:1;
                q.push(v);
            }
            else if(use[v]==use[p]){
                cout<<"Impossible"<<endl;
                exit(0);
            }
        }
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if(use[i]==1&&!vis[i])
        {
            ans1++;
            vis[i]=1;
        }
        if(use[i]==2&&!vis[i])
        {
            ans2++;
            vis[i]=1;
        }
    }
    return min(ans1,ans2);
}
int main()
{
    cin>>n>>m;
    for(int i=1;i<=m;i++){
        int a,b;
        scanf("%d%d",&a,&b);
        build(a,b);
        build(b,a); 
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if(!use[i]){
            use[i]=2;
            ans+=bfs(i);
        }
    }
    printf("%d\n",ans);
    return 0;
}
<think>好的,我需要帮助用户解决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>### 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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