题意:
给出一个无向图,求一个生成树使得这个生成树的最大边与最小边之差最小,输出这个最小的差值。n的最大值为350。
思路:
这题不看题解想破头也不知道怎么写Orz。
暴力的做法是可以从大到小枚举边作为最小边的权值,求MST,但是复杂度达到了O(n^4),很显然会T。
考虑在kruskal算法加边的时候,当两个点在同一个连通分量的时候,加入这条边会形成环,这个时候就把环中的最小边去掉,剩下的边就尽可能达到了最大,当前加入的边设为Ea也最大的,然后再找现在生成树中的最小边Eb;当有n-1条边的时候,就形成了一个生成树,就可以利用Ea – Eb去更新答案。
最重要的两个过程是找环和加边。
判断环,用了LCA的思想,但并不是倍增,而是纯粹暴力的dfs。对于一条边的两个点假设为x和y,首先从一个点x开始访问,直到访问到它的祖先,即满足条件par[x] == x,标记这个过程中的所有点;然后从y开始访问,直到访问到它的祖先(同上)或者它自己或某一个祖先被标记了为止,若y访问到祖先都没有点被标记,那么就说明x和y没有公共祖先,那么它们就不在同一个连通分量中,加入这条边就不会形成环。
若找到了环,那么就要求这个环中边的最小值,求法很自然,遍历从x出发到lca的所有边,遍历从y出发到lca的所有边,找出其中的最小边,之后去掉这条边,去掉这条边有个技巧,假设最小边的非父亲点为u,那么去掉这条边时,令par[u] = u,这条边就被去掉了。之后再找最小边即可。
之后就是加边的过程。并查集加边是启发式合并,但是这题的加边是有方向的加边。
假设两个点x和y,如果有其中一个点就是祖先,那么就把这个点连到另外一个点上(如x为祖先点,那么令par[x] = y)。
但是如果两个点都不是祖先,那么就要考虑如何合并,因为一个点不可能同时有两个父亲。
可以考虑从一个点开始访问,直到访问到祖先,将路径上的点全部按访问的顺序记录在一个vector中,之后逆向加边。
再把这个点连到另一个点上。如图:
合并前:
合并后:
最后再把这个点(从这个点开始访问的)连接到另一个点上,加边就完成了。
枚举边的复杂度为O(n^2),找环和加边的复杂度为O(n),所以总的复杂度为O(n^3)。
感谢MZjj帮我debug!
代码:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std; const int N = ;
const int inf = 0x3f3f3f3f; struct edge
{
int x,y,w; edge(){}; edge(int a,int b,int c)
{
x = a;
y = b;
w = c;
}
}; vector<edge> es; int par[N];
int n,m;
int dis[N][N];
bool vis[N];
int num;
int Minedge;
struct edge minedge; bool cmp(edge aa,edge bb)
{
return aa.w < bb.w;
} void init(void)
{
for (int i = ;i < n;i++) par[i] = i; num = ; es.clear(); memset(dis,inf,sizeof(dis)); Minedge = inf;
} int LCA(int x,int y)
{
memset(vis,,sizeof(vis)); while ()
{
vis[x] = ; if (x == par[x]) break; x = par[x];
} while (!vis[y] && y != par[y])
{
y = par[y];
} if (!vis[y]) return -; return y;
} void findcycle(int k)
{
int x = es[k].x,y = es[k].y; int lca = LCA(x,y); if (lca == -) return; minedge.w = inf; while (x != par[x] && x != lca)
{
if (dis[x][par[x]] < minedge.w)
{
minedge = edge(par[x],x,dis[x][par[x]]);
} x = par[x];
} while (y != par[y] && y != lca)
{
if (dis[y][par[y]] < minedge.w)
{
minedge = edge(par[y],y,dis[y][par[y]]);
} y = par[y];
} par[minedge.y] = minedge.y; Minedge = inf; for (int i = ;i < n;i++)
{
Minedge = min(dis[par[i]][i],Minedge);
} num--;
} void adde(int k)
{
int x = es[k].x,y = es[k].y; if (x == par[x]) par[x] = y;
else if (y == par[y]) par[y] = x;
else
{
vector<int> v; while ()
{
v.push_back(x); if (x == par[x]) break; x = par[x];
} for (int i = v.size() - ;i > ;i--) par[v[i]] = v[i-]; par[es[k].x] = es[k].y;
} num++; Minedge = min(Minedge,es[k].w);
} int main()
{
while (scanf("%d",&n) && n)
{
scanf("%d",&m); init(); for (int i = ;i < m;i++)
{
int a,b,c; scanf("%d%d%d",&a,&b,&c); es.push_back(edge(a,b,c));
} for (int i = ;i < m;i++)
{
int x = es[i].x,y = es[i].y; dis[x][y] = dis[y][x] = es[i].w;
} sort(es.begin(),es.end(),cmp); int ans = inf; for (int i = ;i < m;i++)
{
findcycle(i);
adde(i); if (num == n - )
{
//cout << es[i].w << " ** " << Minedge << endl;
ans = min(ans,es[i].w - Minedge);
}
} cout << ans << endl;
} return ;
}