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「Nescafé26」 Freda的傳呼機 【樹上倍增+圖論】

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題目:

為了隨時與rainbow快速交流,Freda制造了兩部傳呼機。Freda和rainbow所在的地方有N座房屋、M條雙向光纜。每條光纜連接兩座房屋,傳呼機發出的信號只能沿著光纜傳遞,並且傳呼機的信號從光纜的其中一端傳遞到另一端需要花費t單位時間。現在Freda要進行Q次試驗,每次選取兩座房屋,並想知道傳呼機的信號在這兩座房屋之間傳遞至少需要多長時間。Freda和rainbow簡直弱爆了有木有T_T,請你幫幫他們吧……
N座房屋通過光纜一定是連通的,並且這M條光纜有以下三類連接情況:
A:光纜不形成環,也就是光纜僅有N-1條。
B:光纜只形成一個環,也就是光纜僅有N條。
C:每條光纜僅在一個環中

頌芬數據占10%,2<=N<=1000,N-1<=M<=1200。
A類數據占30%,M=N-1。
B類數據占50%,M=N。
C類數據占10%,M>N。
對於100%的數據,2<=N<=10000,N-1<=M<=12000,Q=10000,1<=x,y<=N,1<=t<32768。

分析:

(對於直接想要AC的人,可以直接忽略此部分)

可以看到:對於10%的數據,可以簡簡單單跑一個SPFA,(但一定要註意細節,嚴格按照模板來),下面給出10分的代碼(通往AC的路是循序漸進的):

技術分享View Code

剩下的能跑出樹上倍增的,相信離成功也不遠了。仔細看看題目中紅色的字體,會發現實際上所有的環只可能有公共頂點,不可能有公共邊,這樣畫出來就很像一個仙人掌(其實名稱都不重要),那麽我們該如何處理這樣的一個個環呢?其實可以想到,我們以每一個公共頂點為樹根,可以把多個環轉化成一棵樹,其中樹枝長就是環中每個點到頂點的最短距離,但一定要分別記錄每個點從兩邊到環頂的距離 l[i] 和 r[i],因為轉換成一棵樹後,從樹上看來似乎是每兩個點之間的路徑必過頂點,但實際上在環中兩個點完全可以不通過頂點而相互到達,因此兩個點若在一個環中(這裏實現的時候用一個數組分別記錄每個點所在的環的編號和環頂),就有:

dis[x][y]= min( l[x]+r[y] , l[y]+r[x] , abs(r[x]-r[y]) );//一左一右到環頂,一右一左到環頂,和不通過環頂

然後至於樹上倍增,我們用fa[x][i]表示從x這個節點往上2^i步能到的節點,用dis[x][i]表示從x這個節點到fa[x][i]這個祖先的距離;

就有初始化(遞推):

fa[x][i]=fa[fa[x][i-1]][i-1];//從上一個位置再走一步
dis[x][i]=dis[fa[x][i-1]][i-1]+dis[x][i-1];//走半截再走半截

於是此題就可以AC了:

  1 #include <iostream>
  2
#include <cstdio> 3 #include <cstring> 4 #include <cmath> 5 #include <algorithm> 6 using namespace std; 7 const int maxn=121000; 8 struct point1 9 { 10 int to,nxt,w; 11 }edge[maxn<<1]; 12 struct point2 13 { 14 int to,nxt,w; 15 }edge2[maxn<<1]; 16 int n,m,Q,a,b,ww,ss=0,ttt=0,n_cir=0; 17 int lop[maxn][4];//詳見62~65行 18 int e[maxn][4],pre[maxn][3],bin[20],dfn[maxn],dep[maxn],head1[maxn],head2[maxn]; 19 /*pre[i][0/1],0為i前一個是誰,1為i前一條邊長*/ 20 int dis[maxn][20],fa[maxn][20]; 21 22 void init() 23 { 24 bin[0]=1; 25 for(int i=1;i<=18;i++) 26 bin[i]=bin[i-1]<<1; 27 } 28 29 int cnt=0; 30 void add(int u,int v,int wei) 31 { 32 edge[cnt].to=v; 33 edge[cnt].nxt=head1[u]; 34 edge[cnt].w=wei; 35 head1[u]=cnt++; 36 } 37 38 int ct=0; 39 void ins(int u,int v,int wei) 40 { 41 edge2[ct].to=v; 42 edge2[ct].nxt=head2[u]; 43 edge2[ct].w=wei; 44 head2[u]=ct++; 45 46 } 47 48 void dfs(int x,int y,int fa) 49 { 50 ttt++; 51 dfn[x]=ttt; 52 for(int i=head1[x];~i;i=edge[i].nxt) 53 { 54 int v=edge[i].to; 55 if(v==fa && i==(y^1)) continue; 56 if(dfn[v]!=0 && dfn[v]<dfn[x])//找到一個環 57 { 58 int len=edge[i].w; 59 n_cir++; 60 for(int j=ss;pre[j][0]!=v;j--) 61 len+=pre[j][1]; 62 lop[x][0]=n_cir;//環的編號 63 lop[x][1]=v;//環的頂點 64 lop[x][2]=edge[i].w;//從一邊到頂點的距離 65 lop[x][3]=len-lop[x][2];//從另一邊 66 ins(v,x,min(lop[x][2],lop[x][3]));//正反建圖 67 ins(x,v,min(lop[x][2],lop[x][3]));//按最短路徑重新建圖 68 for(int j=ss-1;pre[j][0]!=v;j--) 69 { 70 int z=pre[j][0]; 71 lop[z][0]=n_cir; 72 lop[z][1]=v; 73 lop[z][2]=lop[pre[j+1][0]][2]+pre[j+1][1]; 74 lop[z][3]=len-lop[z][2]; 75 ins(v,z,min(lop[z][2],lop[z][3])); 76 ins(z,v,min(lop[z][2],lop[z][3])); 77 } 78 } 79 if(dfn[v]) 80 continue; 81 pre[++ss][0]=v; 82 pre[ss][1]=edge[i].w; 83 dfs(v,i,x); 84 } 85 ss--; 86 } 87 88 void dfss(int x) 89 { 90 for(int i=1;i<=18;i++) 91 { 92 if(dep[x]<bin[i]) break; 93 fa[x][i]=fa[fa[x][i-1]][i-1]; 94 dis[x][i]=dis[fa[x][i-1]][i-1]+dis[x][i-1]; 95 } 96 for(int i=head2[x];~i;i=edge2[i].nxt) 97 { 98 if(edge2[i].to!=fa[x][0]) 99 { 100 int v=edge2[i].to; 101 fa[v][0]=x; 102 dep[v]=dep[x]+1;//深度在待會lca要用 103 dis[v][0]=edge2[i].w; 104 dfss(v); 105 } 106 } 107 } 108 109 int lca(int x,int y) 110 { 111 int sum=0; 112 if(dep[x]<dep[y]) swap(x,y); 113 int t=dep[x]-dep[y]; 114 for(int i=0;i<=18;i++) 115 if(t&bin[i])//y在x下面,t的二進制在i那一位上有1 (保證要用2^i湊齊t) 116 { 117 sum+=dis[x][i]; 118 x=fa[x][i]; 119 } 120 for(int i=18;i>=0;i--) 121 { 122 if(fa[x][i]!=fa[y][i]) 123 { 124 sum+=dis[x][i]+dis[y][i]; 125 x=fa[x][i]; 126 y=fa[y][i]; 127 } 128 } 129 if(x==y) return sum; 130 if(lop[x][0]==lop[y][0] && lop[x][0]!=0) 131 sum+=min(min(lop[x][2]+lop[y][3],lop[y][2]+lop[x][3]),abs(lop[x][2]-lop[y][2])); 132 else 133 sum+=dis[x][0]+dis[y][0]; 134 return sum; 135 } 136 137 int main() 138 { 139 memset(head1,-1,sizeof(head1)); 140 memset(head2,-1,sizeof(head2)); 141 init(); 142 cin>>n>>m>>Q; 143 for(int i=1;i<=m;i++) 144 { 145 cin>>a>>b>>ww; 146 add(a,b,ww); 147 add(b,a,ww); 148 e[i][1]=a; 149 e[i][2]=b; 150 e[i][3]=ww; 151 } 152 ss=1; 153 pre[1][0]=1; 154 pre[1][1]=0; 155 dfs(1,-1,0);//找環,並計算出每個點到環頂的最短路 156 for(int i=1;i<=m;i++) 157 { 158 int aa=e[i][1]; 159 int bb=e[i][2]; 160 int cc=e[i][3]; 161 if( (lop[aa][0]!=lop[bb][0] || !lop[aa][0] || !lop[bb][0]) && lop[aa][1]!=bb && lop[bb][1]!=aa) 162 { 163 ins(aa,bb,cc); 164 ins(bb,aa,cc); 165 } 166 } 167 dfss(1);//倍增處理 168 while(Q--) 169 { 170 cin>>a>>b; 171 cout<<lca(a,b)<<endl; 172 } 173 return 0; 174 }

「Nescafé26」 Freda的傳呼機 【樹上倍增+圖論】