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  • POJ 3177 (Redundant Paths) —— (有重边,边双联通,无向图缩点)

      做到这里以后,总算是觉得tarjan算法已经有点入门了。

      这题的题意是,给出若干个点和若干条边连接他们,在这个无向图中,问至少增加多少条边可以使得这个图变成边双联通图即任意两点间都有至少两条没有重复边的路径可以到达,可以经过同一个点。这个条件等价于每一条边都至少在一个环中)。

      方法:将无向图缩点以后,找出那些度为1的点的个数cnt,那么答案就是(cnt+1)/2。这么一看,好像就是缩点以后使它变成强连通图的意思?大概强连通图是有向图才有的名词吧。。

      和有向图缩点类似,只要把if(!belong[v])改成if(v != fa)即可,这样,就可以防止同一条边的方向性关系了,而a到b如果是间接到达的话,是没有问题的。还有,通过这题,我明白了为什么tarjan算法里面有一个是用dfn来更新的了。这里来回顾一下:找割点或者桥的时候有low[v]和dfn[u]的比较,如果都是用low更新的话,那么low可能会变小导致漏掉割点或者桥的情况。举割点那篇中的图当例子:http://www.cnblogs.com/zzyDS/p/5629021.html 如这个图,

    图(v,e)点为1,2,3,4,5,边有(1,2),(2,3),(1,3),(3,4),(4,5),(3,5),令1为树根。显然3为割点。不妨假设搜索顺序是(1,2),(2,3),(3,1),(3,4),(4,5),(5,3),搜索到(3,1)的时候,更新low[3] = dfn[1] = 1,然后搜索(3,4)、(4,5),(5,3),发现3已经遍历,那么如果此时采用low[u] = min(low[u], low[v])的话,会更新low[5] = low[3] = 1,回溯到4,low[4] = low[5] = 1,回溯到3,low[3] = low[4] = 1,然后比较发现low[4] < dfn[3],判断出3不是割点,算法错误。反正以后都用dfn更新应该就对了- -还有一点想说的是,用dfn的好处在于,不需要belong数组了,只要low一样的那么他们缩点以后都属于一个点(这个说法是错误的!上面这个图就是反例,上面那个图缩点以后还是只有一个点了,所以还是老老实实的用belong数组吧)。

      另外,这题比较有意思的地方在于,题目给定,两个点之间如果有重边,只算一条。那么就引发了一大堆有意思的讨论了。

      先给出最初的代码(WA的,因为没判断重边):

     1 #include <stdio.h>
     2 #include <stack>
     3 #include <algorithm>
     4 #include <string.h>
     5 #include <vector>
     6 using namespace std;
     7 
     8 const int N = 5000+5;
     9 
    10 stack<int> S;
    11 int dfs_clock;
    12 int dfn[N];
    13 int low[N];
    14 vector<int> G[N];
    15 int n,r;
    16 int du[N];
    17 
    18 void dfs(int u,int fa)
    19 {
    20     dfn[u] = low[u] = ++dfs_clock;
    21     for(int i=0;i<G[u].size();i++)
    22     {
    23         int v = G[u][i];
    24         if(!dfn[v])
    25         {
    26             dfs(v,u);
    27             low[u] = min(low[u],low[v]);
    28         }
    29         else if(v != fa)
    30         {
    31             low[u] = min(low[u],dfn[v]);
    32         }
    33     }
    34 }
    35 
    36 void solve()
    37 {
    38     for(int i=1;i<=n;i++)
    39     {
    40         if(!dfn[i]) dfs(i,-1);
    41     }
    42     
    43     for(int i=1;i<=n;i++)
    44     {
    45         for(int j=0;j<G[i].size();j++)
    46         {
    47             int v = G[i][j];
    48             if(low[i]!=low[v]) du[low[i]]++;
    49         }
    50     }
    51     
    52     int cnt=0;
    53     for(int i=1;i<=dfs_clock;i++) if(du[i]==1) cnt++;
    54     printf("%d
    ",(cnt+1)/2);
    55 }
    56 
    57 void init()
    58 {
    59     for(int i=1;i<=n;i++) G[i].clear();
    60     dfs_clock=0;
    61     memset(dfn,0,sizeof(dfn));
    62     memset(du,0,sizeof(du));
    63 }
    64 
    65 int main()
    66 {
    67     while(scanf("%d%d",&n,&r)==2)
    68     {
    69         init();
    70         
    71         for(int i=1;i<=r;i++)
    72         {
    73             int u,v;
    74             scanf("%d%d",&u,&v);
    75             G[u].push_back(v);
    76             G[v].push_back(u);
    77         }
    78         solve();
    79     }
    80     return 0;
    81 }
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      然后由于这题给的边是5000,可以用邻接矩阵来做,但是要注意用bool数组,不然超内存。代码如下:

     1 #include <stdio.h>
     2 #include <stack>
     3 #include <algorithm>
     4 #include <string.h>
     5 #include <vector>
     6 using namespace std;
     7 
     8 const int N = 5000+5;
     9 
    10 int dfs_clock;
    11 int dfn[N];
    12 int low[N];
    13 int n,r;
    14 int du[N];
    15 bool mp[N][N];
    16 
    17 void dfs(int u,int fa)
    18 {
    19     dfn[u] = low[u] = ++dfs_clock;
    20     for(int i=1;i<=n;i++)
    21     {
    22         if(!mp[u][i]) continue;
    23         if(!dfn[i])
    24         {
    25             dfs(i,u);
    26             low[u] = min(low[u],low[i]);
    27         }
    28         else if(i != fa)
    29         {
    30             low[u] = min(low[u],dfn[i]);
    31         }
    32     }
    33 }
    34 
    35 void solve()
    36 {
    37     for(int i=1;i<=n;i++)
    38     {
    39         if(!dfn[i]) dfs(i,-1);
    40     }
    41     
    42     for(int i=1;i<=n;i++)
    43     {
    44         for(int j=1;j<=n;j++)
    45         {
    46             if(!mp[i][j]) continue;
    47             if(low[i]!=low[j]) du[low[i]]++;
    48         }
    49     }
    50     
    51     int cnt=0;
    52     for(int i=1;i<=dfs_clock;i++) if(du[i]==1) cnt++;
    53     printf("%d
    ",(cnt+1)/2);
    54 }
    55 
    56 void init()
    57 {
    58     memset(mp,0,sizeof(mp));
    59     dfs_clock=0;
    60     memset(dfn,0,sizeof(dfn));
    61     memset(du,0,sizeof(du));
    62 }
    63 
    64 int main()
    65 {
    66     while(scanf("%d%d",&n,&r)==2)
    67     {
    68         init();
    69         
    70         for(int i=1;i<=r;i++)
    71         {
    72             int u,v;
    73             scanf("%d%d",&u,&v);
    74             if(mp[u][v]) continue;
    75             mp[u][v]=mp[v][u]=1;
    76         }
    77         solve();
    78     }
    79     return 0;
    80 }
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      然后要判重的话,可以用大力学长的set法,把边用pair记录然后全部丢进set里面用find来查找即可,代码如下:

      1 #include<iostream>
      2 #include<cstdio>
      3 #include<string>
      4 #include<cstring>
      5 #include<map>
      6 #include<queue>
      7 #include<stack>
      8 #include<algorithm>
      9 #include<cmath>
     10 #include<set>
     11 #include<vector>
     12 using namespace std;
     13 typedef long long ll;
     14 typedef long long LL;
     15 #define MP make_pair
     16 #define PII pair<int,int>
     17 #define PFI pair<double,int>
     18 #define F first
     19 #define S second
     20 #define lson l,mid,rt<<1
     21 #define rson mid+1,r,rt<<1|1
     22 const int INF = 0x7f7f7f7f;
     23 const int MOD = 100000007;
     24 const double eps = 1e-8;
     25 const int maxn = 100000 + 50;
     26 
     27 const int N = 5000 + 50;
     28 int n,m;
     29 vector<vector<int> > G(N);
     30 int scc_cnt,dfs_clock,belong[N],dfn[N],low[N];
     31 bool instack[N];
     32 stack<int> S;
     33 set<pair<int,int> > st;
     34 void dfs(int u,int fa){
     35     low[u] = dfn[u] = ++ dfs_clock;
     36     S.push(u);
     37     for(int i = 0 ; i < G[u].size() ; i ++){
     38         int v = G[u][i];
     39         if(v == fa) continue; // 无向图 a-b: 防止b访问a(父亲)
     40         if(!dfn[v]){
     41             dfs(v,u);
     42             low[u] = min(low[u],low[v]);
     43         }else if(!belong[v]){
     44             low[u] = min(low[u],dfn[v]);
     45         }
     46     }
     47     if(low[u] == dfn[u]){
     48         scc_cnt ++;
     49         for(;;){
     50             int x = S.top(); S.pop();
     51             belong[x] = scc_cnt; // 缩点。
     52             if(x == u) break;
     53         }
     54     }
     55 }
     56 void scc(){
     57     scc_cnt = dfs_clock = 0;
     58     memset(belong,0,sizeof(belong));
     59     memset(dfn,0,sizeof(dfn));
     60     memset(low,0,sizeof(low));
     61     memset(instack,false,sizeof(instack));
     62     while(!S.empty()) S.pop();
     63     for(int i = 1 ; i <= n ; i ++){
     64         if(!dfn[i]) dfs(i,-1);
     65     }
     66     int deg[N];
     67     memset(deg,0,sizeof(deg));
     68     for(int i = 1 ; i <= n ; i ++){
     69         for(int j = 0 ; j < G[i].size() ; j ++){
     70             int v = G[i][j];
     71             if(belong[i] != belong[v]){
     72                 deg[ belong[i] ] ++;
     73                 deg[ belong[v] ] ++;
     74             }
     75         }
     76     }
     77     int cnt = 0;
     78     for(int i = 1 ; i <= n ; i++){
     79         if(deg[i] / 2 == 1) cnt ++;
     80     }
     81     cout << (cnt + 1) / 2 << endl;
     82 }
     83 int main(){
     84     while(scanf("%d%d",&n,&m) != EOF){
     85         for(int i = 0 ; i <= n ; i ++) G[i].clear();
     86         st.clear();
     87         for(int i = 0 ; i < m ; i ++){
     88             int u,v;
     89             scanf("%d%d",&u,&v);
     90             // 判重边。
     91             if(st.find(MP(u,v)) != st.end()) continue;
     92             if(st.find(MP(v,u)) != st.end()) continue;
     93             st.insert(MP(u,v));
     94             st.insert(MP(v,u));
     95             G[u].push_back(v);
     96             G[v].push_back(u);
     97         }
     98         scc();
     99     }
    100     return 0;
    101 }
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      最后,我想,既然要判重,干脆不用vector了,直接用set吧- -!代码如下:

     1 #include <stdio.h>
     2 #include <stack>
     3 #include <algorithm>
     4 #include <string.h>
     5 #include <vector>
     6 #include <set>
     7 using namespace std;
     8 
     9 const int N = 5000+5;
    10 
    11 stack<int> S;
    12 int dfs_clock;
    13 int dfn[N];
    14 int low[N];
    15 set<int> G[N];
    16 int n,r;
    17 int du[N];
    18 
    19 void dfs(int u,int fa)
    20 {
    21     dfn[u] = low[u] = ++dfs_clock;
    22     for(set<int>::iterator it=G[u].begin();it!=G[u].end();it++)
    23     {
    24         int v = *it;
    25         if(!dfn[v])
    26         {
    27             dfs(v,u);
    28             low[u] = min(low[u],low[v]);
    29         }
    30         else if(v != fa)
    31         {
    32             low[u] = min(low[u],dfn[v]);
    33         }
    34     }
    35 }
    36 
    37 void solve()
    38 {
    39     for(int i=1;i<=n;i++)
    40     {
    41         if(!dfn[i]) dfs(i,-1);
    42     }
    43 
    44     for(int i=1;i<=n;i++)
    45     {
    46         for(set<int>::iterator it=G[i].begin();it!=G[i].end();it++)
    47         {
    48             int v = *it;
    49             if(low[i]!=low[v]) du[low[i]]++;
    50         }
    51     }
    52 
    53     int cnt=0;
    54     for(int i=1;i<=dfs_clock;i++) if(du[i]==1) cnt++;
    55     printf("%d
    ",(cnt+1)/2);
    56 }
    57 
    58 void init()
    59 {
    60     for(int i=1;i<=n;i++) G[i].clear();
    61     dfs_clock=0;
    62     memset(dfn,0,sizeof(dfn));
    63     memset(du,0,sizeof(du));
    64 }
    65 
    66 int main()
    67 {
    68     while(scanf("%d%d",&n,&r)==2)
    69     {
    70         init();
    71 
    72         for(int i=1;i<=r;i++)
    73         {
    74             int u,v;
    75             scanf("%d%d",&u,&v);
    76             G[u].insert(v);
    77             G[v].insert(u);
    78         }
    79         solve();
    80     }
    81     return 0;
    82 }
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