poj1182-食物链

题目连接:http://poj.org/problem?id=1182

       中文题就不说题意了。加权并查集,处理每个节点时,除了保存其父节点的信息,同时要保存该节点与父节点的关系,0表示和父节点为同类,1表示父节点吃子节点,2表示子节点吃父节点。或者说保存的是该节点的动物在食物链中的层数,因为只有ABC三类动物,所以层数为0,1,2,在运算过程当中调整为大于零的整数后对3取模即可。这样问题的核心就是对层数的处理了。处理方式详见代码。

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <string>
#include <cstring>
#include <memory.h>
using namespace std;
int n,m;
int ans;

int p[110000],ch[110000];
int find(int k)
{
    if (p[k]==k)
    return k;
    else
    {
        int t=find(p[k]);
        ch[k]=(ch[k]+ch[p[k]]) % 3;
        p[k]=t;
        return t;
    }
}
void check(int x,int y,int d)
{

    int tp=find(x);
    int tq=find(y);
    if (x>n || y>n)
    {
        ans++;
        return;
    }
    if (tp==tq)
    {
        if ((ch[x]-ch[y]+3)%3!=d) ans++;
        return;
    }
        p[tp]=tq;
        ch[tp]=(ch[y]-ch[x]+6+d)%3;
        return;
}

int main()
{
    //freopen("a.in","r",stdin);
    scanf("%d%d",&n,&m);

        memset(ch,0,sizeof ch);
        memset(p,0,sizeof p);
        for (int i=0; i<=n; i++)
        p[i]=i;

        ans=0;
        int x,y,z;
        for (int i=1; i<=m; i++)
        {
            scanf("%d%d%d",&z,&x,&y);
            z--;
            check(x,y,z);
        }
        printf("%d\n",ans);

    return 0;
}



### 并查集算法的时间复杂度分析 并查集是一种高效的用于处理集合合并与查询的算法。在POJ 1182 食物链问题中,使用了并查集来判断动物之间的关系,并且通过路径压缩和按秩合并等优化手段,可以极大地提高算法的效率。 #### 路径压缩的影响 路径压缩是并查集中一种重要的优化技术,它能够将查找过程中经过的所有节点直接连接到根节点上。这种操作使得后续查找的时间复杂度接近于常数[^1]。具体来说,路径压缩后的查找操作时间复杂度可以用阿克曼函数的反函数 \( \alpha(n) \) 来表示,其中 \( n \) 是集合中的元素个数。阿克曼函数的增长速度极慢,因此 \( \alpha(n) \) 在实际应用中几乎可以视为常数。 ```python def Find(x): if x != par[x]: par[x] = Find(par[x]) # 路径压缩 return par[x] ``` #### 按秩合并的作用 按秩合并是一种优化策略,它通过将较小的树合并到较大的树上来减少树的高度。这种方法结合路径压缩后,可以进一步降低操作的时间复杂度[^2]。在实际实现中,可以通过维护一个数组 `rank` 来记录每个集合的深度,并在合并时选择深度较小的树挂接到深度较大的树上。 ```python def Union(x, y): rootX = Find(x) rootY = Find(y) if rootX != rootY: if rank[rootX] > rank[rootY]: par[rootY] = rootX elif rank[rootX] < rank[rootY]: par[rootX] = rootY else: par[rootY] = rootX rank[rootX] += 1 ``` #### 时间复杂度总结 对于 POJ 1182 食物链问题,假设总共有 \( n \) 个动物和 \( m \) 条关系,则初始化并查集的时间复杂度为 \( O(n) \),每次查找或合并操作的时间复杂度为 \( O(\alpha(n)) \)[^2]。由于 \( \alpha(n) \) 的增长极其缓慢,在实际情况下可以认为其为常数。因此,整个算法的时间复杂度主要由关系数量 \( m \) 决定,最终的时间复杂度为 \( O(m \cdot \alpha(n)) \)[^1]。 ### 代码示例 以下是一个完整的并查集实现,适用于 POJ 1182 食物链问题: ```python class UnionFind: def __init__(self, n): self.par = list(range(3 * n)) self.rank = [0] * (3 * n) def Find(self, x): if self.par[x] != x: self.par[x] = self.Find(self.par[x]) return self.par[x] def Union(self, x, y): rootX = self.Find(x) rootY = self.Find(y) if rootX != rootY: if self.rank[rootX] > self.rank[rootY]: self.par[rootY] = rootX elif self.rank[rootX] < self.rank[rootY]: self.par[rootX] = rootY else: self.par[rootY] = rootX self.rank[rootX] += 1 def Same(self, x, y): return self.Find(x) == self.Find(y) ```
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值