Description
如果某个无向连通图的任意一条边至多只出现在一条简单回路(simple cycle)里,我们就称这张图为仙人图(cactus)。所谓简单回路就是指在图上不重复经过任何一个顶点的回路。
举例来说,上面的第一个例子是一张仙人图,而第二个不是——注意到它有三条简单回路:(4,3,2,1,6,5,4)、(7,8,9,10,2,3,7)以及(4,3,7,8,9,10,2,1,6,5,4),而(2,3)同时出现在前两个的简单回路里。另外,第三张图也不是仙人图,因为它并不是连通图。显然,仙人图上的每条边,或者是这张仙人图的桥(bridge),或者在且仅在一个简单回路里,两者必居其一。定义在图上两点之间的距离为这两点之间最短路径的距离。定义一个图的直径为这张图相距最远的两个点的距离。现在我们假定仙人图的每条边的权值都是1,你的任务是求出给定的仙人图的直径。
Input
输入的第一行包括两个整数n和m(1≤n≤50000以及0≤m≤10000)。其中n代表顶点个数,我们约定图中的顶点将从1到n编号。接下来一共有m行。代表m条路径。每行的开始有一个整数k(2≤k≤1000),代表在这条路径上的顶点个数。接下来是k个1到n之间的整数,分别对应了一个顶点,相邻的顶点表示存在一条连接这两个顶点的边。一条路径上可能通过一个顶点好几次,比如对于第一个样例,第一条路径从3经过8,又从8返回到了3,但是我们保证所有的边都会出现在某条路径上,而且不会重复出现在两条路径上,或者在一条路径上出现两次。
Output
只需输出一个数,这个数表示仙人图的直径长度。
Sample Input
9 1 2 3 4 5 6 7 8 3
7 2 9 10 11 12 13 10
5 2 14 9 15 108
10 1
10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Sample Output
HINT
对第一个样例的说明:如图,6号点和12号点的最短路径长度为8,所以这张图的直径为8。
【注意】使用Pascal语言的选手请注意:你的程序在处理大数据的时候可能会出现栈溢出。如果需要调整栈空间的大小,可以在程序的开头填加一句:{$M 5000000},其中5000000即指代栈空间的大小,请根据自己的程序选择适当的数值。
Source
树的直径大家都会求吧,记录每个点第一的深度和第二的深度,进行dp转移。这题其实和树上的dp其实也差不蛮多。
首先,我们把环抛开,f[i]记录每个点i为根到底最长的路径,然后用ans=max(ans,f[son]+1+f[i])更新答案,f[i]=max(f[i],f[son]+1)来更新f[i],想一想为什么(其实跟我讲的第一深与第二深的原理是相同的)。(son不包括环上的点。)
然后,我们再来考虑环。首先,我们可以将环进行缩点处理,只要留深度最小的点即可(因为只有环上深度最小的点可以更新其他的树点,环上其他的点都是用来更新这个最高点的,所以他们就可以再见了)。由于不会出现环套环的现象(仙人掌图的性质),所以我们就可以放心的把环抠出来dp了。则ans=max(f[i]+f[j]+dis(i,j),ans),f[root]=min(f[i],f[j]+dis[i][j]);乍看好像必须要O(n^2)的暴力枚举才可以做出来。然而,我们可以利用单调队列降掉一个n:将环长扩充一倍(貌似一半就可以了),单调队列中记录f[j]+dis[i][j]的值(单增的),但是对于i-j>环长/2的点,我们就把j给删掉了。这样我们就可以做到线性更新ans,至于更新f[root],我们再枚举一遍即可。
这样的树p我们可以在tarjan中完成,实现见code:
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
using namespace std; #define maxm 100010
#define maxn 50010
int n,m,cnt,toit[maxm*],side[maxn],next[maxm*],f[maxn];
int ans,dfn[maxn],low[maxn],fa[maxn],a[*maxn],q[*maxn]; inline void add(int a,int b) { next[++cnt] = side[a]; toit[cnt] = b; side[a] = cnt; } inline void ins(int a,int b) { add(a,b); add(b,a); } inline int read()
{
int x=,f=;char ch=getchar();
while(ch<''||ch>''){if(ch=='-')f=-;ch=getchar();}
while(ch>=''&&ch<=''){x=x*+ch-'';ch=getchar();}
return x*f;
} inline void dp(int root,int last)
{
int nn = ;
while (last != root) a[++nn] = last,last = fa[last];
a[++nn] = root;
for (int i = ;i * <= nn;++i) swap(a[i],a[nn-i+]);
for (int i = ;i <= nn;++i) a[i] = f[a[i]],a[i+nn] = a[i];
int h = ,t = ;
q[++t] = ;
for (int i = ;i <= nn * ;++i)
{
while (h != t && i-q[h+]>nn/) ++h;
ans = max(ans,i - q[h+] + a[i] + a[q[h+]]);
while (h != t && a[q[t]] - q[t]<= a[i] - i) --t;
q[++t] = i;
}
for (int i = ;i <= nn;++i)
f[root] = max(f[root],a[i] + min(i-,nn+-i));
} inline void dfs(int now)
{
dfn[now] = low[now] = ++cnt;
for (int i = side[now];i;i = next[i])
{
if (toit[i] == fa[now]) continue;
if (!dfn[toit[i]]) fa[toit[i]] = now,dfs(toit[i]);
low[now] = min(low[toit[i]],low[now]);
if (dfn[now] < low[toit[i]]) ans = max(ans,f[now]+f[toit[i]]+),f[now] = max(f[now],f[toit[i]]+);
}
for (int i = side[now];i;i = next[i])
if (toit[i] != fa[now]&&dfn[toit[i]]>dfn[now]&&fa[toit[i]] != now) dp(now,toit[i]);
} int main()
{
freopen("1023.in","r",stdin);
freopen("1023.out","w",stdout);
n = read(); m = read(); int u,v,i,j,k;
for (i = ;i <= m;++i)
{
k = read(); u = read();
for (j = ;j < k;++j) v = read(),ins(u,v),u = v;
}
cnt = ;
dfs();
printf("%d",ans);
fclose(stdin); fclose(stdout);
return ;
}