最小樹形圖(劉朱演算法)記錄
演算法步驟:
1、建立最短邊集(有向邊), 注意除去自環(自己連向自己)
in[v] 記錄最小權值,pre[v] 記錄邊的起點
例子:
邊1 A->B 權:5
邊2 C->B 權:3
則 in[B]=3 pre[B]=C
若集合建立完畢後,仍有孤立的點,則不存在最小樹形圖。
2、查詢有向環,並把它縮成一個點
方法: 設定環中點的編號 id[x]=newnode;
3、若沒有 有向環則已經構建最小樹形圖 ,輸出結果
否則,把剩餘不在環中的點收集起來。
再更新邊
int v=Edge.to;
Edge.from=id[Edge.from]
Edge.to=id[Edge.to]
重要:
如果不構成自環,即Edge.from!=Edge.to
則 Edge.cost-=in[v]
模板:
// 假設點集1-n 邊集0- m-1 起點是1
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int maxn=200;
const int maxm=1e4+10;
const int INF=0x3f3f3f3f;
struct Edge
{
int from,to,cost;
Edge() {}
Edge(int f,int t,int c):from(f),to(t),cost(c) {}
}edges[maxm]; int pre[maxn];
int n,m;
int in[maxn],id[maxn],vis[maxn]; //vis記錄環
void init() //建圖
{
scanf("%d%d",&n,&m); int cnt=0;
for (int i=0;i<m;i++)
{
int u,v,c;
scanf("%d%d%d",&u,&v,&c);
if (u!=v) edges[cnt++]=Edge(u,v,c); //除去自環
} m=cnt;
}
int work(int s) //最小樹形圖演算法
{
int ret=0;
while(1)
{
for (int i=1;i<=n;i++) in[i]=INF; //建立最短邊集
for (int i=0;i<m;i++) {
Edge e=edges[i];
if (e.to!=e.from && in[e.to]>e.cost) { //易錯!! e.to!=e.from 自環
pre[e.to]=e.from;
in[e.to]=e.cost;
}
}
for (int i=1;i<=n;i++) {
if (i!=s&&in[i]==INF) return -1; //存在孤立點 不存在最小樹形圖
}
int np=in[s]=0;
memset(vis,-1,sizeof(vis));
memset(id,-1,sizeof(id));
for (int i=1;i<=n;i++) {
ret+=in[i];
int v=i;
while (vis[v]!=i&&id[v]==-1&&v!=s) { //不找到環 不存在其他環中 不是根
vis[v]=i;
v=pre[v];
}
if (id[v]==-1&&v!=s) { //找到有向環(因第一個條件而跳出while, 即滿足後兩個條件
) np++;
for (int u=pre[v];u!=v;u=pre[u]) {
id[u]=np;
}
id[v]=np;
}
}
if (np==0) break;
for (int i=1;i<=n;i++) //收集非環點
if (id[i]==-1) id[i]=++np;
for (int i=0;i<m;i++) { //重新處理邊
int u=edges[i].from;
int v=edges[i].to;
edges[i].from=id[edges[i].from];
edges[i].to=id[edges[i].to];
if (edges[i].from!=edges[i].to) {
edges[i].cost-=in[v];
}
}
n=np; s=id[s]; //新點數,新起點
}
return ret;
}
int main()
{
init();
int ans=work(1);
if (~ans) printf("%d\n",ans);
else printf("impossible\n");
return 0;
}
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