[复习向] NOIP板子整理

• 怎么说呢，整理这个的目的就是为了有个简约的(list)，方便以后查阅，复习起来不至于太吃力。
• 并且……好像重温一遍所有，会更有一些新的认识。这也算是对我所学的一点整理了吧。

一、并查集的两种方式

其实就是一个随机化路径压缩，一个启发式合并。

• 随机化路径压缩：这个地方就是由于f1 = Fa[f2]这句，如是写的人太多了，导致我造数据的时候稍微使一下坏，就可以让原来的好像十分和蔼可亲的(Theta(alpha n) ≈Theta(n))的并查集被卡成狗——毕竟每次合并，深度都起码会增加(1)，我可以随随便便让其成为一条链。但如果我是随机合并的，就不存在被卡这种说法了233
• 按秩合并（启发式合并( m{Heuristic~Merge})）: 这其实就是一个贪心，每次把深度小的合并到深度小的上，保证了最坏时间复杂度在(O(nlog n))。关于这个复杂度，有一个比较有意思的证明。就是由于对于一个点，每次合并之后，其所在集合内的点数至少*2——不难发现这个结论是平凡的，因为我们每次是把深度较小的集合合并到深度较大的集合。那么也就是对于每个点，最多被拿去合并(log n)次。所以总复杂度上界为(O(n log n))。

#include <ctime>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <iostream>

#define MAXN 200010

using namespace std ;
int N, M, A, B, C, F[MAXN] ;

namespace _Heuristic{
	int H[MAXN] ;
	int find(int x){
		if (x == F[x]) return x ;
		return F[x] = find(F[x]) ;
	}
	inline void Merge(int x, int y){ // Heuristic Merge 
		int f1 = find(x), f2 = find(y) ; // Insert the less-height tree into the higher tree
		if (H[f1] > H[f2]) F[f2] = f1 ; //because : H[x] < H[y] -> After Insert H[x] to H[y], H[y] ++ or H[y] == ;
		else if (H[f1] < H[f2]) F[f1] = f2 ; //Therefore, we make the tree the lowest height under meaning .
		else F[f1] = f2, ++ H[f2] ;
	}
	void solve2(){
		fill(H, H + N + 2, 1) ;
		while (M --){
			scanf("%d%d%d", &A, &B, &C) ;
			if (A == 2){
				int f1 = find(B), f2 = find(C) ;
				printf("%c
", f1 == f2 ? 'Y' : 'N') ;
			}
			else Merge(B, C) ; 
		}
	}
}
namespace _Compress{
	int t ;
	int find(int x){
		if (x == F[x]) return x ;
		return F[x] = find(F[x]) ;
	}
	void solve1(){
		srand(time(NULL)) ; 
		while (M --){
			scanf("%d%d%d", &A, &B, &C) ;
			if (A == 2){
				int f1 = find(B), f2 = find(C) ;
				printf("%c
", f1 == f2 ? 'Y' : 'N') ;
			}
			else {
				int f1 = find(B), f2 = find(C) ;
				if (!(t = rand() % 2)) F[f1] = f2 ; else F[f2] = f1 ;//随机化合并
			}	
		}
	}
}
int main(){
	cin >> N >> M ;  
	for (int i = 1 ; i <= N ; ++ i) F[i] = i  ;
	if (M <= 50000) _Compress::solve1() ; else _Heuristic::solve2() ; return 0 ;
}

二、筛素数的两种方式

其实就是埃氏筛和线性筛啦~

关于埃氏筛复杂度的证明，大概就是每个数会被他所有的质因子都筛一遍，而质因子个数似乎是(ln ln n)个的，所以复杂度为(O(nlog log n))的（渐进意义下好像不区分对数底数）。

#include <bitset>
#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std ;
int N, M ; 

namespace Es{ // Eratosthenes
	#define MAXN 2000100
	bool vis[MAXN] ; int A, i, j ;
	void Ego(){
		vis[1] = vis[0] = 1 ;
 		for (i = 2 ; i <= N ; ++ i){
			if (vis[i])  continue ; 
			for (j = i + i ; j <= N ; j += i) vis[j] = 1 ;
		}
	}
	void solve1(){
		Ego() ;
		while (M --)
			scanf("%d", &A), printf("%s
", !vis[A] ? "Yes" : "No") ;
	}
	#undef MAXN 
}
namespace Euler{
	#define MAXN 10001000
	bitset <MAXN> vis ;
	int Prime[MAXN], A, i, j, cnt ;
	void Ego(){
		vis[1] = vis[0] = 1 ;
		for (i = 2 ; i <= N ; ++ i){
			if (!vis[i]) Prime[++ cnt] = i ;
			for (j = 1 ; j <= cnt ; ++ j){
				if (i * Prime[j] > N) break ;
				vis[i * Prime[j]] = 1 ;
				if (!(i % Prime[j])) break ;
			}
		}
	}
	void solve2(){
		Ego() ;
		while (M --)
			scanf("%d", &A), printf("%s
", !vis[A] ? "Yes" : "No") ;
	}
}
int main(){
	cin >> N >> M ;
	if (N <= 1000000) Es::solve1() ; else Euler::solve2() ; return 0 ; 
}

三、最短路的两种方式

(SPFA + SLF)+乱搞

其实此处的(SLF)乱搞是借鉴的知乎上的一种方式，即在朴素的(SLF)下，再添加一个交换队头队尾的操作，具体来说：

• ( m{SLF})优化：采用双端队列，每次拿自己的(dist)与队首元素的(dist)进行比较，如果自己比较近（(dist)较小），就放到队首；否则放到队尾。
• 交换队首和队尾：每次(SLF)之前先按照(SLF)的方法把首尾操作一下。

但其实呢，无论如何(SPFA)的原理就是一个队列而已，我们做的一切无非就是让他看起来更像一个优先队列而不是(FIFO)的队列。所以……该被卡还是会被卡。

#include <deque>
#include <cstdio>
#include <iostream>
 
#define R register 
#define MAXN 200010
#define to(i) E[i].to
#define Inf 2147483647

using namespace std ;
deque <int> q ;
struct Edge{
	int to, next, v ;
}E[MAXN] ; int head[MAXN], cnt ;
int N, M, S, dist[MAXN] ; bool vis[MAXN] ;

inline int qr(){
	int res = 0 ; char c = getchar() ;
	while (!isdigit(c)) c = getchar() ;
	while (isdigit(c)) res = (res << 1) + (res << 3) + c - 48, c = getchar() ;
	return res ; 
}
inline void Add(int u, int v, int w) {
	E[++ cnt].to = v, E[cnt].v = w ;
	E[cnt].next = head[u], head[u] = cnt ;
}
inline void SPFA(){
	for (R int i = 1 ; i <= N ; ++ i) dist[i] = Inf ; 
	dist[S] = 0, q.push_back(S), vis[S] = 1 ;
	while(!q.empty()){
		R int now = q.front() ; 
		q.pop_front(), vis[now] = 0 ;
		for (R int i = head[now] ; i ; i = E[i].next){
			if (dist[to(i)] > dist[now] + E[i].v){
				dist[to(i)] = dist[now] + E[i].v ;
				if (!vis[to(i)]){
					vis[to(i)] = 1 ;
					R int F = q.front(), B = q.back() ;
					if (dist[F] < dist[B]){
						q.pop_front(), q.pop_back() ;
						q.push_front(B), q.push_back(F) ;
						if (dist[B] > dist[to(i)])
							q.push_front(to(i)) ;
						else q.push_back(to(i)) ;
					}
					else if (dist[F] > dist[to(i)])
							q.push_front(to(i)) ;
						else q.push_back(to(i)) ; 
				}
			}
		}
	}
} 
int main(){
	cin >> N >> M >> S ; int A, B, C ;
	for (R int i = 1 ; i <= M ; ++ i) A = qr(), B = qr(), C = qr(), Add(A, B, C) ;
	SPFA() ; for (R int i = 1 ; i <= N ; ++ i) printf("%d ", dist[i]) ; return 0 ;
}

(Heap + dijkstra)

#include <deque>
#include <cstdio>
#include <iostream>
 
#define R register 
#define MAXN 200010
#define to(i) E[i].to
#define Inf 2147483647

using namespace std ;
deque <int> q ;
struct Edge{
	int to, next, v ;
}E[MAXN] ; int head[MAXN], cnt ;
int N, M, S, dist[MAXN] ; bool vis[MAXN] ;

inline int qr(){
	int res = 0 ; char c = getchar() ;
	while (!isdigit(c)) c = getchar() ;
	while (isdigit(c)) res = (res << 1) + (res << 3) + c - 48, c = getchar() ;
	return res ; 
}
inline void Add(int u, int v, int w) {
	E[++ cnt].to = v, E[cnt].v = w ;
	E[cnt].next = head[u], head[u] = cnt ;
}
inline void SPFA(){
	for (R int i = 1 ; i <= N ; ++ i) dist[i] = Inf ; 
	dist[S] = 0, q.push_back(S), vis[S] = 1 ;
	while(!q.empty()){
		R int now = q.front() ; 
		q.pop_front(), vis[now] = 0 ;
		for (R int i = head[now] ; i ; i = E[i].next){
			if (dist[to(i)] > dist[now] + E[i].v){
				dist[to(i)] = dist[now] + E[i].v ;
				if (!vis[to(i)]){
					vis[to(i)] = 1 ;
					R int F = q.front(), B = q.back() ;
					if (dist[F] < dist[B]){
						q.pop_front(), q.pop_back() ;
						q.push_front(B), q.push_back(F) ;
						if (dist[B] > dist[to(i)])
							q.push_front(to(i)) ;
						else q.push_back(to(i)) ;
					}
					else if (dist[F] > dist[to(i)])
							q.push_front(to(i)) ;
						else q.push_back(to(i)) ; 
				}
			}
		}
	}
} 
int main(){
	cin >> N >> M >> S ; int A, B, C ;
	for (R int i = 1 ; i <= M ; ++ i) A = qr(), B = qr(), C = qr(), Add(A, B, C) ;
	SPFA() ; for (R int i = 1 ; i <= N ; ++ i) printf("%d ", dist[i]) ; return 0 ;
}

四、矩阵快速幂

主要是成员函数的写法，是从(rqy)的代码里抄来的。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>

#define LL long long
#define Mod 1000000007

using namespace std ;
LL N, K ;
struct Matrix{
	LL M[200][200] ;
	void clear() { memset(M, 0, sizeof(M)) ;}
	void reset() {
		clear() ;
		for (int i = 1 ; i <= N ; ++ i) M[i][i] = 1 ;
	}
	Matrix friend operator *(const Matrix&A, const Matrix &B){
		Matrix Ans ; Ans.clear() ; 
		for (int i = 1 ; i <= N; ++ i)
			for (int j = 1 ; j <= N ; ++ j)
				for (int k = 1 ; k <= N; ++ k)
					Ans.M[i][j] = (Ans.M[i][j] + A.M[i][k] * B.M[k][j]) % Mod ;
		return Ans ;
	}
	Matrix friend operator +(const Matrix&A, const Matrix &B){
		Matrix Ans ; Ans.clear() ; 
		for (int i = 1 ; i <= N; ++ i)
			for (int j = 1 ; j <= N ; ++ j)
					Ans.M[i][j] = (A.M[i][j] + B.M[i][j]) % Mod ;
		return Ans ;
	}
} qwq, unit ; 
inline Matrix expow(Matrix T, LL P){
	Matrix Ans ; Ans.reset() ;
	while (P){
		if (P & 1) Ans = Ans * T ;
		T = T * T, P >>= 1 ;
	}
	return Ans ;
}
int main(){
	cin >> N >> K ;
	for (int i = 1 ; i <= N ; ++ i)
		for (int j = 1 ; j <= N ; ++ j)
			cin >> qwq.M[i][j] ;
	qwq = expow(qwq, K) ;
	for (int i = 1 ; i <= N ; ++ i)
		for (int j = 1 ; j <= N ; ++ j)
			printf("%lld%c", qwq.M[i][j], " 
"[j == N]) ;
}

五、二分图匹配

虽然好像板子比较好写的样子……不过我还是觉得没准(Dinic)更好一些(233).

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>

#define R register 
#define MAXN 2000100
#define to(k) E[k].to

using namespace std  ; 
struct Edge{
	int to, next, v ;
}E[MAXN] ; int head[MAXN], Ans, cnt ;
int N, M, Ew, A, B, used[MAXN] ; bool vis[MAXN] ;

inline void Add(int u, int v) {
	if (u < 1 || v < 1 || u > N || v > M) return ;
	E[++ cnt].to = v, E[cnt].next = head[u], head[u] = cnt ;
}
bool path(int u){
	for (int k = head[u] ; k ; k = E[k].next){
		if (!vis[to(k)]){
			vis [to(k)] = 1 ;
			if (!used[to(k)] || path(used[to(k)])){
				used[to(k)] = u ;
				return 1 ;
			}
		}
	}
	return 0 ;
}
int main(){
	cin >> N >> M >> Ew ;
	while(Ew --) scanf("%d%d", &A, &B), Add(A, B) ;
	for (R int i = 1 ; i <= N ; ++ i)		
		memset(vis, 0, sizeof(vis)), Ans += (int)path(i) ;
	cout << Ans << endl ; return 0 ;
}

(mathscr{To~Be~Continued....})