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  • NOI2014 魔法森林

    魔法森林

    Description

    为了得到书法大家的真传,小E同学下定决心去拜访住在魔法森林中的隐士。魔法森林可以被看成一个包含个N节点M条边的无向图,节点标号为1..N,边标号为1..M。初始时小E同学在号节点1,隐士则住在号节点N。小E需要通过这一片魔法森林,才能够拜访到隐士。

    魔法森林中居住了一些妖怪。每当有人经过一条边的时候,这条边上的妖怪就会对其发起攻击。幸运的是,在1号节点住着两种守护精灵:A型守护精灵与B型守护精灵。小E可以借助它们的力量,达到自己的目的。

    只要小E带上足够多的守护精灵,妖怪们就不会发起攻击了。具体来说,无向图中的每一条边Ei包含两个权值Ai与Bi。若身上携带的A型守护精灵个数不少于Ai,且B型守护精灵个数不少于Bi,这条边上的妖怪就不会对通过这条边的人发起攻击。当且仅当通过这片魔法森林的过程中没有任意一条边的妖怪向小E发起攻击,他才能成功找到隐士。

    由于携带守护精灵是一件非常麻烦的事,小E想要知道,要能够成功拜访到隐士,最少需要携带守护精灵的总个数。守护精灵的总个数为A型守护精灵的个数与B型守护精灵的个数之和。

    Input

    第1行包含两个整数N,M,表示无向图共有N个节点,M条边。 接下来M行,第行包含4个正整数Xi,Yi,Ai,Bi,描述第i条无向边。其中Xi与Yi为该边两个端点的标号,Ai与Bi的含义如题所述。 注意数据中可能包含重边与自环。

    Output

    输出一行一个整数:如果小E可以成功拜访到隐士,输出小E最少需要携带的守护精灵的总个数;如果无论如何小E都无法拜访到隐士,输出“-1”(不含引号)。

    Sample Input

    【输入样例1】
    4 5
    1 2 19 1
    2 3 8 12
    2 4 12 15
    1 3 17 8
    3 4 1 17

    【输入样例2】
    3 1
    1 2 1 1

    Sample Output

    【输出样例1】
    32

    【样例说明1】
    如果小E走路径1→2→4,需要携带19+15=34个守护精灵;
    如果小E走路径1→3→4,需要携带17+17=34个守护精灵;
    如果小E走路径1→2→3→4,需要携带19+17=36个守护精灵;
    如果小E走路径1→3→2→4,需要携带17+15=32个守护精灵。
    综上所述,小E最少需要携带32个守护精灵。

    【输出样例2】
    -1

    【样例说明2】
    小E无法从1号节点到达3号节点,故输出-1。

    HINT

    2<=n<=50,000
    0<=m<=100,000
    1<=ai ,bi<=50,000

    题解

    这是一个双边权最小瓶颈生成树问题。

    逐步拓宽a的限制,并维护b的最小生成树即可。如果1和n连通则更新答案。

    LCT维护,时间复杂度(O(m log n))

    代码实现

    将边按a排序,一条条加入,若当前的x,y未联通则直接加入这条边,

    否则看当前边的b是否小于x,y,路径上最大的b,小于则拆掉该边,加入当前边。

    显然可以用lct维护,splay维护b的最大值

    把边拆成点权为b的点,点则是点权为0

    Cut时找到改点,splay到根,切掉左右儿子

    Link时加入新点,把x,y newroot,虚父亲指向新点

    co int N=2e5+1;
    int n,m;
    struct edge{
    	int x,y,a,b;
    	bool operator<(co edge&e)co{
    		return a^e.a?a<e.a:b<e.b;
    	}
    }e[N];
    
    int tot,ch[N][2],p[N],v[N],bb[N],flip[N];
    #define lc ch[x][0]
    #define rc ch[x][1]
    void update(int x){v[x]=std::max(bb[x],std::max(v[lc],v[rc]));}
    bool nroot(int x){return ch[p[x]][0]==x||ch[p[x]][1]==x;}
    void down(int x){
    	if(!flip[x]) return;
    	std::swap(lc,rc);
    	flip[lc]^=1,flip[rc]^=1;
    	flip[x]=0;
    }
    void rotate(int x){
    	int y=p[x],z=p[y],l=x==ch[y][1],r=l^1;
    	if(nroot(y)) ch[z][y==ch[z][1]]=x;p[x]=z;
    	ch[y][l]=ch[x][r],p[ch[x][r]]=y;
    	ch[x][r]=y,p[y]=x;
    	update(y),update(x);
    }
    void splay(int x){
    	static int st[N],y,z;
    	y=x,z=0,st[++z]=y;
    	while(nroot(y)) st[++z]=y=p[y];
    	while(z) down(st[z--]);
    	for(;nroot(x);rotate(x)){
    		y=p[x],z=p[y];
    		if(nroot(y)) x==ch[y][1]^y==ch[z][1]?rotate(x):rotate(y);
    	}
    }
    void access(int x){
    	for(int t=0;x;x=p[t=x])
    		splay(x),rc=t,update(x);
    }
    int findroot(int x){
    	access(x),splay(x);
    	while(lc) x=lc;
    	return x;
    }
    void newroot(int x){
    	access(x),splay(x),flip[x]^=1;
    }
    int qry(int x,int y){
    	newroot(x),access(y),splay(y);
    	return v[y];
    }
    void lik(int x,int y,int w){
    	int z=++tot;
    	bb[z]=v[z]=w;
    	newroot(x),p[x]=z;
    	newroot(y),p[y]=z;
    }
    int find(int x,int y){
    	if(bb[x]==y) return x;
    	return find(v[lc]==y?lc:rc,y);
    }
    void cut(int x){
    	splay(x),p[lc]=0,p[rc]=0;
    }
    int main(){
    	tot=read(n),read(m);
    	for(int i=1,x,y,a,b;i<=m;++i){
    		read(x),read(y),read(a),read(b);
    		if(x!=y) e[i]=(edge){x,y,a,b};
    		else --i,--m;
    	}
    	int ans=1e5+1;
    	std::sort(e+1,e+m+1);
    	for(int i=1;i<=m;++i){
    		int u=e[i].x,v=e[i].y,a=e[i].a,b=e[i].b;
    		if(findroot(u)!=findroot(v)) lik(u,v,b);
    		else{
    			int tp=qry(u,v);
    			if(b<tp){
    				int tpp=find(v,tp);
    				cut(tpp);
    				lik(u,v,b);
    			}
    		}
    		if(findroot(1)==findroot(n)){
    			int tp=qry(1,n);
    			ans=std::min(ans,a+tp);
    		}
    	}
    	printf("%d
    ",ans==1e5+1?-1:ans);
    	return 0;
    }
    
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