POJ 1639 度限制最小生成树Prim

题意:给出n条无向带权边,求所有点的最小生成树,其中“Park”的度数不超过最后输入的k,输入保证有解。

思路:思路其实很好理解,分为几个步骤:

1.当然将“Park”作为根节点,一开始先删掉它,则原图会分为m个连通分量,分别记录它们的最小生成树,并记录每个分量与根的最小边,于是我们得到了根度数为m时的最小生成树。若k < m,则无解。

2.然后考虑将生成树上的一些边替换成与根相邻的边,若根与节点v有边连接且这条边不在生成树上,则假设连接这条边,那么我们必须删去一条原生成树的边,且这条边一定是原生成树中v到根节点的链上最长的边(我的做法是每次开始前DFS维护所有节点的这条对应边),设其长为len,则生成树大小可减少 len - w[root][v]。每次找到一条最优的边,直到根度数达到k或生成树已经最小。

代码:

#include 
#include 
#include 
#include 

#define For(i,j,k) for(int i = j;i <= (k);i ++)
#define Set(i,j) memset(i, j, sizeof(i))

using namespace std;
const int N = 25;
int G[N][N], f[N][N], n, m, k;
map M;

int dis[N], be[N], pre[N], cnt;

int Prim(int h){
	Set(dis, 0x3f);
	dis[h] = 0, ++cnt;
	int ret = 0, Mindis = 1e9, Mk;
	For(i,1,n-1){
		int k = 1;
		For(j,2,n) if(!be[j] && dis[j] < dis[k]) k = j;
		if(k == 1)break;
		be[k] = cnt, ret += dis[k];
		if(G[k][1] >= 0 && Mindis > G[k][1])Mindis = G[k][1], Mk = k;
		For(j,2,n)
			if(!be[j] && G[k][j] >= 0 && dis[j] > G[k][j])
				dis[j] = G[k][j], pre[j] = k;
		if(pre[k]) f[k][pre[k]] = f[pre[k]][k] = 0;
	}
	f[Mk][1] = f[1][Mk] = 0;
	return ret + Mindis;
}

int Mx[N], My[N], Mv[N];
void update(int h, int fa){
	For(i,2,n) 
		if(!f[h][i] && G[h][i] >= 0 && i != fa){
			Mx[i] = Mx[h], My[i] = My[h], Mv[i] = Mv[h];
			if(G[h][i] > Mv[h]) Mx[i] = h, My[i] = i, Mv[i] = G[h][i];
			update(i, h);
		}
}

void solve(){
	int ret = 0;
	For(i,2,n) if(!be[i])ret += Prim(i);
	int c = cnt;
	if(c > k) return;
	while(c < k){
		++c;
		update(1, 0);
		int Max = 0, p;
		For(i,2,n)
			if(G[1][i] >= 0 && f[1][i] && Mv[i] - G[1][i] > Max) Max = Mv[i] - G[1][i], p = i;
		if(!Max)break;
		ret -= Max;
		f[Mx[p]][My[p]] = f[My[p]][Mx[p]] = 1;
		f[1][p] = f[p][1] = 0;
	}
	printf("Total miles driven: %d\n", ret);
}

int main(){
	Set(G, -1);
	M["Park"] = 1;
	scanf("%d", &m);
	For(i,1,m){
		char x[15], y[15];
		int w;
		scanf("%s%s%d", x, y, &w);
		if(!M.count(x))M[x] = M.size();
		if(!M.count(y))M[y] = M.size();
		G[M[x]][M[y]] = G[M[y]][M[x]] = w;
		f[M[x]][M[y]] = f[M[y]][M[x]] = 1;
	}
	n = M.size();
	scanf("%d", &k);
	solve();
	return 0;
}


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