BZOJ 2140 浅谈 Tarjan 算法及模板

xiaoxiao2021-02-28  107

世界真的很大 其实学习这个算法已经很久了,但是一直迷迷糊糊,今天图论专题复习了一下才知道究竟是怎么回事,就用这道题当例子,浅谈一下tarjan算法并给出模板。 description:

我国的离婚率连续7年上升,今年的头两季,平均每天有近5000对夫妇离婚,大城市的离婚率上升最快,有研究婚姻问题的专家认为,是与简化离婚手续有关。 25岁的姗姗和男友谈恋爱半年就结婚,结婚不到两个月就离婚,是典型的“闪婚闪离”例子,而离婚的导火线是两个人争玩电脑游戏,丈夫一气之下,把电脑炸烂。有社会工作者就表示,80后求助个案越来越多,有些是与父母过多干预有关。而根据民政部的统计,中国离婚五大城市首位是北京,其次是上海、深圳,广州和厦门,那么到底是什么原因导致我国成为离婚大国呢?有专家分析说,中国经济急速发展,加上女性越来越来越独立,另外,近年来简化离婚手续是其中一大原因。 ——以上内容摘自第一视频门户 现代生活给人们施加的压力越来越大,离婚率的不断升高已成为现代社会的一大问题。而其中有许许多多的个案是由婚姻中的“不安定因素”引起的。妻子与丈夫吵架后,心如绞痛,于是寻求前男友的安慰,进而夫妻矛盾激化,最终以离婚收场,类似上述的案例数不胜数。我们已知n对夫妻的婚姻状况,称第i对夫妻的男方为Bi,女方为Gi。若某男Bi与某女Gj曾经交往过(无论是大学,高中,亦或是幼儿园阶段,ij),则当某方与其配偶(即Bi与Gi或Bj与Gj)感情出现问题时,他们有私奔的可能性。不妨设Bi和其配偶Gi感情不和,于是Bi和Gj旧情复燃,进而Bj因被戴绿帽而感到不爽,联系上了他的初恋情人Gk……一串串的离婚事件像多米诺骨牌一般接踵而至。若在Bi和Gi离婚的前提下,这2n个人最终依然能够结合成n对情侣,那么我们称婚姻i为不安全的,否则婚姻i就是安全的。给定所需信息,你的任务是判断每对婚姻是否安全。

input:

第一行为一个正整数n,表示夫妻的对数;以下n行,每行包含两个字符串,表示这n对夫妻的姓名(先女后男),由一个空格隔开;第n+2行包含一个正整数m,表示曾经相互喜欢过的情侣对数;以下m行,每行包含两个字符串,表示这m对相互喜欢过的情侣姓名(先女后男),由一个空格隔开。

output:

输出文件共包含n行,第i行为“Safe”(如果婚姻i是安全的)或“Unsafe”(如果婚姻i是不安全的)。

分析: 设大写字母为男性,小写字母是女性 则一对婚姻Aa是不稳定的当且仅当A与a离婚,a与B情人,b与C情人,c与D情人…..x与A情人 也就是说我们能找到a->B->b->C->c->D->d->…>X->x->A这样一条路径 我们发现形如B->b(男->女)的都是夫妻关系,b->B(女->男)的都是情人关系 所以我们按照这种方式来建图,若Aa在同一个强连通分量中,则这对婚姻是不稳定的 所以我们直接用tarjan算法,求出图的强联通分量,判断每对夫妻是否在同一组强联通分量中,在就不安全,不在就安全,是一道tarjan的裸题。 *现在来谈谈tarjan*

从某个点开始,DFS整个图,每访问到一个新的节点就将其压入栈中 为每个点记录两个量dfn和low 其中dfn[x]是时间戳,代表x是第几个被访问到的点 low[x]代表x能到达的点中,现在还在栈中的dfn值最小值 维护low值的方式:对于x的每个出点j 若j还没被搜到,则先搜索j ,然后用low[j]来更新low[x] 否则若j还在栈中,则直接用dfn[j]来更新low[x] 当x出栈的时候,若dfn[x]==low[x],则从栈顶到x的这部分属于同一个强连通分量,把这段弹栈

举个例子: 首先按位dfs,并更新好dfn和low: 然后发现6走不动了,且dfn[6]==low[6],弹栈,6自己就是一个强联通分量了: 退回到5,5也没有其他路可走了,继续弹,5自己又是一个强联通分量了。然后退回到3,3能更新4,4到1,更新了4的low值,继而更新3的low值: 1到2,2到4,没有可更新的,就把栈里的全部弹出,又是一个新的强联通分量,1,2,3,4。 代码:

void tarjan(int u) { dfn[u]=low[u]=++idx; vis[u]=ins[u]=1; state.push(u); for(int i=head[u];i;i=ed[i].last) { int v=ed[i].v; if(!vis[v]) { tarjan(v); low[u]=min(low[u],low[v]); } else if(ins[v]) { low[u]=min(low[u],dfn[v]); } } if(dfn[u]==low[u]) { cnt++;int t=-1; while(t!=u) { t=state.top(); place[t]=cnt; ins[t]=0; state.pop(); } } }

这道题的完整代码:

#include<stdio.h> #include<algorithm> #include<cstring> #include<map> #include<string> #include<stack> using namespace std; stack <int> state; map <string,int> id; struct edge { int v,last; }ed[200010]; int head[100010],place[100010],vis[100010],ins[100010]; int dfn[100010],low[100010]; int num=0,cnt=0,idx=0,n,m; char girl[20],boy[20]; void add(int u,int v) { num++; ed[num].v=v; ed[num].last=head[u]; head[u]=num; } void tarjan(int u) { dfn[u]=low[u]=++idx; vis[u]=ins[u]=1; state.push(u); for(int i=head[u];i;i=ed[i].last) { int v=ed[i].v; if(!vis[v]) { tarjan(v); low[u]=min(low[u],low[v]); } else if(ins[v]) { low[u]=min(low[u],dfn[v]); } } if(dfn[u]==low[u]) { cnt++;int t=-1; while(t!=u) { t=state.top(); place[t]=cnt; ins[t]=0; state.pop(); } } } int main() { scanf("%d",&n); for(int i=0;i<n;i++) { scanf("%s%s",girl,boy); id[girl]=i*2; id[boy]=i*2+1; add(2*i,2*i+1); } scanf("%d",&m); for(int i=1;i<=m;i++) { scanf("%s%s",girl,boy); add(id[boy],id[girl]); } for(int i=0;i<2*n;i++) if(!vis[i]) tarjan(i); for(int i=0;i<n;i++) { if(place[2*i]!=place[2*i+1]) printf("Safe\n"); else printf("Unsafe\n"); } return 0; }

嗯,就是这样。

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