曼哈顿最小生成树

莫涛大神的论文
曼哈顿距离最小生成树问题可以简述如下:
给定二维平面上的N个点,在两点之间连边的代价为其曼哈顿距离,求使所有点连通的最小代价。

曼哈顿距离:给定二维平面上的N个点,在两点之间连边的代价。(即distance(P1,P2) = |x1-x2|+|y1-y2|)

朴素的算法可以用O(n^2)的Prim,或者处理出所有边做Kruskal,但在这里总边数有O( n^2)条,所以Kruskal的复杂度变成了O( n^2logn)。

而莫涛的算法时间复杂度是nlogn

曼哈顿最小生成树_第1张图片
莫队算法步骤

算法步骤:
先将点按x坐标升序排序;
以任一一个点为端点,将平面分为八块,每块占45度角,那么在生成树的最优解中,每个块与这个点至多有一条边,即一个点最多分别向八个方向最近的点连接一条边,一条边两个点共用,同时,有四个方向是两两对称的,所以只需要求出四块(一般求第一象限和第四象限)所以最后边数为4 * n。

B - 曼哈顿最小生成树
题意;
求曼哈顿最小生成树的第n-k条边的权值
题解:
实现一:线段树+莫队算法

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const int MAXN=10010;
const int MAXE=4*MAXN;
/*Kruskal  Algorithm*/
int parent[MAXN];
int father(int u)
{
    while(parent[u]!=u)
    {
        parent[u]=parent[parent[u]];
        u=parent[u];
    }
    return u;
}
bool connect(int u,int v)
{
    int fu=father(u);
    int fv=father(v);
    if(fv==fu) return false;
    parent[fu]=fv;
    return true;
}
struct Edge
{
    int u,v,w;
    Edge(){}
    Edge(int u,int v,int w):u(u),v(v),w(w){}
    bool operator<(const Edge &ee)const
    {
        return w>1;
    build(l,mid,rt<<1);
    build(mid+1,r,rt<<1|1);
}
void update(int l,int r,int rt,Point &p,int pos)//push Point into tree
{
    if(l==r)
    {
        if(tree[rt].len>p.x+p.y)//be careful
        {
            tree[rt].len=p.x+p.y;
            tree[rt].id=p.id;
        }
        return;
    }
    int mid=(l+r)>>1;
    if(pos<=mid) update(l,mid,rt<<1,p,pos);
    else update(mid+1,r,rt<<1|1,p,pos);
    if(tree[rt<<1].len>1;
    if(R<=mid) return query(l,mid,L,R,rt<<1);
    else if(L>=mid+1) return query(mid+1,r,L,R,rt<<1|1);
    else
    {
        Node t1=query(l,mid,L,mid,rt<<1);
        Node t2=query(mid+1,r,mid+1,R,rt<<1|1);
        if(t1.len0;i--)
    {
        int len=point[i].x+point[i].y;
        Node t=query(1,n,arr[i],n,1);
        if(t.id!=-1) addEdge(point[i].id,t.id,abs(len-t.len));
        update(1,n,1,point[i],arr[i]);
    }
}
/*Kruskal  Algorithm*/
int kruskal_mst(int k,int n)
{
    int u,v,sum=0;
    sort(edge,edge+cnt);
    for(int i=0;i

实现二:
树状数组+莫队算法

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const int MAXN=100010;
const int MAXE=MAXN*4;
const int INF=0x3f3f3f3f;
/*kruskal alrorithm*/
int father[MAXN],n;
int parent(int u)
{
    while(father[u]!=u)
    {
        father[u]=father[father[u]];
        u=father[u];
    }
    return u;
}
bool connect(int u,int v)
{
    int fu=parent(u);
    int fv=parent(v);
    if(fu==fv) return false;
    father[fu]=fv;
    return true;
}
struct Point
{
    int x,y,id;//id is for union_found
    bool operator <(const Point &p) const
    {
        if(x==p.x) return y0)
    {
        if(c[x].len>len)
        {
            c[x].id=p.id;
            c[x].len=len;
        }
        x-=x&(-x);
    }
}
/*在区间[x,y]求最小值*/
Node query(int x,int y)//从大于point[i].y-point[i].x的节点找最小值
{
    Node t;t.init();
    while(x<=y)
    {
        if(t.len>c[x].len)
        {
            t=c[x];
        }
        x+=x&(-x);
    }
    return t;
}
struct Edge
{
    int u,v,w;
    Edge(){}
    Edge(int u,int v,int w):u(u),v(v),w(w){}
    bool operator <(const Edge &ee) const
    {
        return w0;i--)
    {
        Node t=query(arr[i],cc);
        if(t.id!=-1) addEdge(point[i].id,t.id,abs(point[i].x+point[i].y-t.len));
        add(arr[i],point[i]);
    }
}
long long kruskal_mst(int k)
{
    int u,v;
    long long sum=0;
    sort(edge,edge+cnt);
    for(int i=0;i

C - Another Minimum Spanning Tree
题意:
求解曼哈顿最小生成树
线段树+莫队算法

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const int MAXN=100010;
const int MAXE=4*MAXN;
/*Kruskal  Algorithm*/
int parent[MAXN];
int father(int u)
{
    while(parent[u]!=u)
    {
        parent[u]=parent[parent[u]];
        u=parent[u];
    }
    return u;
}
bool connect(int u,int v)
{
    int fu=father(u);
    int fv=father(v);
    if(fv==fu) return false;
    parent[fu]=fv;
    return true;
}
struct Edge
{
    int u,v,w;
    Edge(){}
    Edge(int u,int v,int w):u(u),v(v),w(w){}
    bool operator<(const Edge &ee)const
    {
        return w>1;
    build(l,mid,rt<<1);
    build(mid+1,r,rt<<1|1);
}
void update(int l,int r,int rt,Point &p,int pos)//push Point into tree
{
    if(l==r)
    {
        if(tree[rt].len>p.x+p.y)
        {
            tree[rt].len=p.x+p.y;
            tree[rt].id=p.id;
        }
        return;
    }
    int mid=(l+r)>>1;
    if(pos<=mid) update(l,mid,rt<<1,p,pos);
    else update(mid+1,r,rt<<1|1,p,pos);
    if(tree[rt<<1].len>1;
    if(R<=mid) return query(l,mid,L,R,rt<<1);
    else if(L>=mid+1) return query(mid+1,r,L,R,rt<<1|1);
    else
    {
        Node t1=query(l,mid,L,mid,rt<<1);
        Node t2=query(mid+1,r,mid+1,R,rt<<1|1);
        if(t1.len0;i--)
    {
        int len=point[i].x+point[i].y;
        Node t=query(1,n,arr[i],n,1);
        if(t.id!=-1) addEdge(point[i].id,t.id,abs(len-t.len));
        update(1,n,1,point[i],arr[i]);
    }
}
/*Kruskal  Algorithm*/
int kruskal_mst(int n)
{
    int u,v;
    long long sum=0;
    sort(edge,edge+cnt);
    for(int i=0;i

树状数组+莫队算法

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const int MAXN=100010;
const int MAXE=MAXN*4;
const int INF=0x3f3f3f3f;
/*kruskal alrorithm*/
int father[MAXN],n;
int parent(int u)
{
    while(father[u]!=u)
    {
        father[u]=father[father[u]];
        u=father[u];
    }
    return u;
}
bool connect(int u,int v)
{
    int fu=parent(u);
    int fv=parent(v);
    if(fu==fv) return false;
    father[fu]=fv;
    return true;
}
struct Point
{
    int x,y,id;//id is for union_found
    bool operator <(const Point &p) const
    {
        if(x==p.x) return y0)
    {
        if(c[x].len>len)
        {
            c[x].id=p.id;
            c[x].len=len;
        }
        x-=x&(-x);
    }
}
/*在区间[x,y]求最小值*/
Node query(int x,int y)//从大于point[i].y-point[i].x的节点找最小值
{
    Node t;t.init();
    while(x<=y)
    {
        if(t.len>c[x].len)
        {
            t=c[x];
        }
        x+=x&(-x);
    }
    return t;
}
struct Edge
{
    int u,v,w;
    Edge(){}
    Edge(int u,int v,int w):u(u),v(v),w(w){}
    bool operator <(const Edge &ee) const
    {
        return w0;i--)
    {
        Node t=query(arr[i],cc);
        if(t.id!=-1) addEdge(point[i].id,t.id,abs(point[i].x+point[i].y-t.len));
        add(arr[i],point[i]);
    }
}
long long kruskal_mst()
{
    int u,v;
    long long sum=0;
    sort(edge,edge+cnt);
    for(int i=0;i

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