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  • P3388 【模板】割点(割顶) 题解 (Tarjan)

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    P3388 【模板】割点(割顶)

    解题思路

    最近学的东西太杂了,多写点博客免得自己糊里糊涂的过去了。

    这个题求割点,感觉这篇文章写得挺好。

    割点是啥?如果去掉这个点之后连通图变成多个不连通图了,那这个点就是割点。

    那我们如何求割点呢?显然,我们可以无视复杂度枚举一下每个点然后(DFS)一下看看图连不连通。

    那我们能不能在更好的复杂度下求割点呢?可以。

    首先,深搜一下这个连通图,标记一下深度((dep),或者大部分博客里写的(DFS)(dfn),但我觉得深度更易理解)。

    void dfs(int p,int f){//p是当前节点,f是dfs树中p的父亲节点
    	int q,i;
    	dep[p]=dep[f]+1;
    	for(i=head[p];i;i=e[i].near){
    		q=e[i].end;
    		if(!dep[q])//这句话保证了进入dfs的点必然是没访问过的
    			dfs(q,p);
    	}
    }
    

    然后呢,我们观察一下这个(dfs)树的性质。

    首先,这个树的根节点只要伸出去多个枝((geq 1)),那么它就是一个割点。

    因为这两个(或多个)枝条之间只要有连接,那么必定在(dfs)树中只会以一个枝条的形式出现。

    如下图,红色代表能够走的边,蓝色因为根节点已经访问过了而无法继续走。

    于是我们有了这个(DFS)的代码:

    void dfs(int p,int f){
    	int q,i,child=0;
    	dep[p]=dep[f]+1;
    	for(i=head[p];i;i=e[i].near){
    		q=e[i].end;
    		if(!dep[q]){ 
    			dfs(q,p);
    			if(!f)child++;
    		}
    	}
    	if(!f&&child>1)cut[p]=1,num++;//只要有多个孩子就是割点
    }
    

    别急,还有非根节点没有解决呢。

    其实与根节点同理,非根节点如果有两个以上的互相不能联通的枝条的话,那它就是一个割点了。

    那么怎么判断它的两个枝条连通与否呢?很简单,只要看它有没有枝条不能走到它祖先位置上即可。

    也就是说,把一个点的子树看成(Branch1),把其祖先那一串东西看成(Branch2),如果这俩东西不能连通那么这个点就是割点啦。

    于是引入新的数组(low),保存的内容是其能够到达的(dep)最小的(dep)值(即最浅深度)。

    然后新鲜出炉的DFS长这样:

    void dfs(int p,int f){
    	int q,i,child=0;
    	dep[p]=low[p]=dep[f]+1;//最小的深度先设为自己的深度
    	for(i=head[p];i;i=e[i].near){
    		q=e[i].end;
    		if(!dep[q]){ 
    			dfs(q,p);
    			if(low[q]<low[p])low[p]=low[q];//如果孩子能到更浅的地方那么更新该节点的最浅深度
    			if(low[q]>=dep[p]&&f&&!cut[p])cut[p]=1,num++;
    			if(!f)child++;
    		}
    		if(dep[q]<low[p])low[p]=dep[q];//重点在这一步
    	}
    	if(!f&&child>1)cut[p]=1,num++;
    }
    

    代码中注释出的重点,为什么不能写成(low[p]=min(low[p],low[q]))呢?

    其实是因为,如果已经在某个节点遍历到一根返祖边,那么这个节点的(low)值由此会变成孩子节点的(low)即祖先节点的(dep)值,再对其其他孩子进行遍历的时候,会有可能将孩子节点的(low)值更新为该节点的(low)即祖先的(dep)值,而将本该是割点的点忽略掉。

    如果不理解,试试(debug)一下这组数据:

    6 7
    1 2
    2 3
    3 4
    2 4
    2 5
    5 6
    1 6

    AC代码

    #include<stdio.h>
    int num,head[20010],cnt,low[20010],dep[20010],cut[20010],n,m;
    struct Edge{
    	int end,near;
    }e[200002];
    void add(int a,int b){
    	e[++cnt].end=b;e[cnt].near=head[a];head[a]=cnt;
    }
    void dfs(int p,int f){
    	int q,i,child=0;
    	dep[p]=low[p]=dep[f]+1;
    	for(i=head[p];i;i=e[i].near){
    		q=e[i].end;
    		if(!dep[q]){
    			dfs(q,p);
    			if(low[q]<low[p])low[p]=low[q];
    			if(low[q]>=dep[p]&&f&&!cut[p])cut[p]=1,num++;
    			if(!f)child++;
    		}
    		if(dep[q]<low[p])low[p]=dep[q];
    	}
    	if(!f&&child>1)cut[p]=1,num++;
    }
    int main(){
    	int i,u,v;
    	scanf("%d%d",&n,&m);
    	for(i=0;i<m;i++){
    		scanf("%d%d",&u,&v);
    		add(u,v);add(v,u);
    	}
    	for(i=1;i<=n;i++)
    		if(!dep[i])dfs(i,0);//原图可能不连通
    	printf("%d
    ",num);
    	for(i=1;i<=n;i++)if(cut[i])printf("%d ",i);
    	return 0;
    }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Potassium/p/10440149.html
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