图论的一些知识

1:深度优先搜索去寻找树的重心:

给定一颗树,树中包含 nn 个结点(编号 1∼n1∼n)和 n−1n−1 条无向边。

请你找到树的重心,并输出将重心删除后,剩余各个连通块中点数的最大值。

重心定义:重心是指树中的一个结点,如果将这个点删除后,剩余各个连通块中点数的最大值最小,那么这个节点被称为树的重心。

输入格式

第一行包含整数 nn,表示树的结点数。

接下来 n−1n−1 行,每行包含两个整数 aa 和 bb,表示点 aa 和点 bb 之间存在一条边。

输出格式

输出一个整数 mm,表示将重心删除后,剩余各个连通块中点数的最大值。

数据范围

1≤n≤1051≤n≤105

输入样例

9
1 2
1 7
1 4
2 8
2 5
4 3
3 9
4 6

输出样例:

4

考虑的方式是深度优先搜索, 然后考虑到用临接表来储存。

添加临边的操作:

void add(int a, int b) {
    e[idx] = b;
    ne[idx] = h[a];
    h[a] = idx ++;
}

代码片段:

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;

const int N = 1e06 + 10;

int idx, h[N], e[N], ne[N];
bool stu[N];
int n, cnt = 1e06;

void add(int a, int b) {
    e[idx] = b;
    ne[idx] = h[a];
    h[a] = idx ++;
}

int dfs(int u) {
    stu[u] = true;
    int sum = 1, res = 0;
    for (int i = h[u]; i != -1; i = ne[i]) {
        int j = e[i];
        if (!stu[j]) {
            int s = dfs(j);
           sum += s;
           res = max(res, s); 
        }
    }

    res = max(res, n - sum);
    cnt = min(cnt, res);
    return sum;
}

int main() {
    memset(h, -1, sizeof h);

    cin >> n;
    for (int i = 1; i < n; i++){
        int a, b;
        cin >> a>> b;
        add(a, b);
        add(b, a);
    }

    dfs(1);
    cout << cnt;
    return 0;
}

 记得要初始化一下h[N]为-1.

宽度优先搜索寻找图中点的层次:

给定一个 nn 个点 mm 条边的有向图,图中可能存在重边和自环。

所有边的长度都是 11,点的编号为 1∼n1∼n。

请你求出 11 号点到 nn 号点的最短距离,如果从 11 号点无法走到 nn 号点,输出 −1−1。

输入格式

第一行包含两个整数 nn 和 mm。

接下来 mm 行,每行包含两个整数 aa 和 bb,表示存在一条从 aa 走到 bb 的长度为 11 的边。

输出格式

输出一个整数,表示 11 号点到 nn 号点的最短距离。

数据范围

1≤n,m≤1051≤n,m≤105

输入样例:

4 5
1 2
2 3
3 4
1 3
1 4

输出样例:

1

 方法是bfs, 其实也不是很难

#include <iostream>
#include <queue>
#include <cstring>

using namespace std;

const int N = 1e06 + 10;
int h[N], e[N], ne[N], idx;
int d[N];
int n, m;

void add(int a, int b) {
    e[idx] = b;
    ne[idx] = h[a];
    h[a] = idx++;
}

int bfs() {
    queue<int> q;
    memset(d, -1, sizeof d);
    d[1] = 0;
    q.push(1);
    
    while (q.size()) {
        int t = q.front();
        q.pop();
        
        for (int i = h[t]; i != -1; i = ne[i]) {
            int j = e[i];
            if (d[j] == -1) {
                d[j] = d[t] + 1;
                q.push(j);
            }
        }
    }
    return d[n];
}

int main() {
    cin >> n >> m;
    memset(h, -1, sizeof h);
    for (int i = 1; i <= m; i++) {
        int a, b;
        cin >> a>> b;
        add(a, b);
    }
    
    cout << bfs();
    return 0;
}

Dijkstra单源最短路无负边的情况:

给定一个 nn 个点 mm 条边的有向图,图中可能存在重边和自环,所有边权均为正值。

请你求出 11 号点到 nn 号点的最短距离,如果无法从 11 号点走到 nn 号点,则输出 −1−1。

输入格式

第一行包含整数 nn 和 mm。

接下来 mm 行每行包含三个整数 x,y,zx,y,z,表示存在一条从点 xx 到点 yy 的有向边,边长为 zz。

输出格式

输出一个整数,表示 11 号点到 nn 号点的最短距离。

如果路径不存在,则输出 −1−1。

数据范围

1≤n≤5001≤n≤500,
1≤m≤1051≤m≤105,
图中涉及边长均不超过10000。

输入样例:

3 3
1 2 2
2 3 1
1 3 4

输出样例:

3

 

#include <iostream>
#include <queue>
#include <cstring>

using namespace std;

const int N = 1010;
int dist[N];
int g[N][N];
bool stu[N];
int n, m;

int dijkstra() {
    memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
    dist[1] = 0;

    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        int t = -1;
        for (int j = 1; j <= n; j++) {
            if (!stu[j] && (t == -1 || dist[t] > dist[j])) {
                t = j;
            }
        }
        
        if (t == n) break;
        
        for (int j = 1; j <= n; j++) {
            dist[j] = min(dist[j], dist[t] + g[t][j]);
        }
        stu[t] = true;
    }
    if (dist[n] == 0x3f3f3f3f) return -1;
    return dist[n];
}

int main() {
    memset(g, 0x3f, sizeof g);
    cin >> n >> m;
    
    while (m --) {
        int a, b, c;
        cin >> a>> b >> c;
        g[a][b] = min(g[a][b], c);
    }
    cout << dijkstra();
    return 0;
}

第二种堆优化:

priority_queue<PII, vector>PII, greater<PII>> 

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <queue>
#include <algorithm>

using namespace std;
const int N = 1e06 + 10;
typedef pair<int,int> PII;

int h[N], idx, e[N], ne[N], w[N];
int dist[N];
bool stu[N];
int n, m;

void add(int a, int b, int c) {
    e[idx] = b;
    ne[idx] = h[a];
    w[idx] = c;
    h[a] = idx++;
}

int dijkstra() {
    memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
    dist[1] = 0;
    priority_queue<PII, vector<PII>, greater<PII>> heap;
    heap.push({0, 1});

    while (heap.size()) {
        auto t = heap.top();
        heap.pop();

        int ver = t.second, distant = t.first;

        if (stu[ver]) continue;
        stu[ver] = true;

        for (int i = h[ver]; i != -1; i = ne[i]) {
            int j = e[i];
            if (dist[j] > dist[ver] + w[i]) {
                dist[j] = dist[ver] + w[i];
                heap.push({dist[j], j});
            }
        }
    }

    if (dist[n] == 0x3f3f3f3f) return -1;
    return dist[n];
}

int main() {
    scanf("%d%d", &n, &m);
        memset(h, -1, sizeof h);

    while (m --) {
        int a, b, c;
        scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
        add(a, b, c);
    }

    cout << dijkstra();
    return 0;
}


版权声明:本文为beloved_yu原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。