poj 2762 Going from u to v or from v to u?

强连通分量

题意:给一个有向图,对于图中任意两个点u,v,如果从u能到v,或者,v能到u,则这对顶点是可行的,如果图中任意一对顶点都是可行的,可以输出Yes,否则输出No

这个的话,就不是裸的强连通分量了。思考一下,对于一个有向图而言,里面的强连通分量肯定满足题目的条件,因为强连通分量内是u可到v,而且,v可到u,所以我们第一步工作就是强连通分量缩点,变为一个DAG。对于这个DAG里面的任意两个点U,V,如果满足题目的条件,那么点U,V里面包含的原图的点也肯定是满足的

所以问题转化为怎么判断这个DAG是满足题目条件呢?其实判断很简单,就是看这个DAG里面有多少个点的入度为0,多少个点出度为0

如果DAG中,有2个或2个以上的点的入度为0,那么这个DAG就是No,因为这说明有两个点是无法“进去”的,没有点能“进去”U,也没有点能“进去”V,那么这两个点肯定互相不能“进去”,即到达

如果DAG中,有2个或2个以上的点的出度为0,那么这个DAG就是No,因为说明这两个点是无法“出去的”。

反证法,点U和V,它们出度都是0,假设它们满足题目条件,从U能到V,或者从V能到U

1.因为点U出度为0,所以无法“出去”,它肯定无法到达V

2.因为点V出度为0,所以无法“出去”,它肯定无法到达U

3.综上,点U无法到达V,点V无法到达点U,与假设矛盾,所以与题目不成立

 

那么什么最后一个问题,如果这个DAG,入度为0的点的个数 <= 1 , 出度为0的点的个数 <= 1 , 它就一定Yes吗?

这个就比较容易想了,首先,1个DAG中,不可能所有点都有入度,即入度为0的点个数为0,是不可能发生的。同样的,可能所有点都有出度,即出度为0的点个数为0,是不可能发生的

那剩下的情况就是,1个点入度为0为u,1个点出度为0为v。这个图,呈现一个“橄榄形”。如果从点u走到点v,能经过所有的点,那么就是Yes,否则是No。因为无法经过所有的点的话,说明图中出现了“分叉”,这种“分叉”必定导致两个点互相不可达。而从u到v,经过所有点,其实就是把这个DAG变成了一条链,就是判断这个DAG是否存在一条链贯穿所有点

 

怎么判断链呢?可以转化为拓扑排序,或者DP最长路

拓扑:拓扑排序可能有多种结果,但是如果是一个最长链,结果则是唯一的,结果要唯一,其实就是从初始化开始,到后面的任何一次删弧入队操作,都是保证了每次都只有一个元素入队,即永远只有一个元素的入度为0,如果中途有一次出现了有两个点入度为0,那么其实代表出现了一种“分叉”

而且拓扑排序可以综合掉前面的情况,不需要特判DAG有几个点入度为0,出度为0,直接拓扑,在拓扑过程就已经判断了

 

DP:d[i]表示从i点(缩点后的i点)出发能走出的最长路,只要有一个点,d[i] = N , 说明这个点出发能走遍所有点,那么就是一个最长链,输出Yes,否则No

 

 

 

两个代码,前面部分都是相同的,即Tarjan缩点,只有后面不同,一个是int topsort()   ,  一个是  int DP()

不过,这题的数据太弱了,一开始我想错了判断链的地方,写了个很简单的,后来测试错得一塌糊涂,但是POJ还是给了我AC.......

 

拓扑

//判断整个图是不是强连通分量

#include <iostream>

#include <cstdio>

#include <cstring>

#include <vector>

#include <stack>

#include <queue>

using namespace std;

#define N 1010

#define M 6010



vector<int>ver[N];

vector<int>e[N];

stack<int>sta;

queue<int>que;

int n,tot;

int dfn[N],low[N],belong[N],inde[N],ins[N],dcnt,bcnt;



void dfs(int u)

{

    dfn[u] = low[u] = ++dcnt;

    sta.push(u); ins[u] = 1;

    for(int i=0; i<ver[u].size(); i++)

    {

        int v = ver[u][i];

        if(!dfn[v])

        {

            dfs(v);

            low[u] = min(low[u] , low[v]);

        }

        else if(ins[v])

            low[u] = min(low[u] , dfn[v]);

    }

    if(dfn[u] == low[u])

    {

        bcnt++;

        while(true)

        {

            int x = sta.top();

            belong[x] = bcnt;

            ins[x] = 0;

            sta.pop();

            if(x == u) break;

        }

    }

}



int topsort()

{

    int count;

    while(!que.empty()) que.pop();

    count = 0;

    for(int i=1; i<=bcnt; i++)

        if(!inde[i])

        { count++; que.push(i);}

    if(count > 1) return 0; //入度为0的点超过1个

    while(!que.empty())

    {

        int u = que.front();

        que.pop();

        count = 0;

        for(int i=0; i<e[u].size(); i++)

        {

            int v = e[u][i];

            inde[v]--;

            if(!inde[v])

            { count++; que.push(v); }

        }

        if(count > 1) return 0; //删弧后,同时出现了两个点入度为0

    }

    return 1;

}



void solve()

{

    for(int i=1; i<=n; i++)

        if(!dfn[i])

            dfs(i);

    memset(inde,0,sizeof(inde));

    for(int i=1; i<=bcnt; i++) e[i].clear();



    for(int i=1; i<=n; i++)  

        for(int j=0; j<ver[i].size(); j++)

        {   //统计入度,并且给缩点后的DAG建图

            int u = belong[i];

            int v = belong[ver[i][j]];

            if(u != v) 

            { inde[v]++; e[u].push_back(v); } //重新建图

        }

    int ok = topsort(); //拓扑排序判断 

    if(ok) cout << "Yes" << endl;

    else   cout << "No" << endl;

}



int main()

{

    int cas;

    cin >> cas;

    while(cas--)

    {

        cin >> n >> tot;

        dcnt = bcnt = 0;

        while(!sta.empty()) sta.pop();

        for(int i=1; i<=n; i++)

        {

            ver[i].clear();

            dfn[i] = ins[i] = 0;

        }

        while(tot--)

        {

            int u,v;

            cin >> u >> v;

            ver[u].push_back(v);

        }

        solve();

    }

    return 0;

}

 

 

DP

//判断整个图是不是强连通分量

#include <iostream>

#include <cstdio>

#include <cstring>

#include <vector>

#include <stack>

#include <queue>

using namespace std;

#define N 1010

#define M 6010



vector<int>ver[N];

vector<int>e[N];

stack<int>sta;

queue<int>que;

int n,tot;

int dfn[N],low[N],belong[N],ins[N],d[N],dcnt,bcnt;



void dfs(int u)

{

    dfn[u] = low[u] = ++dcnt;

    sta.push(u); ins[u] = 1;

    for(int i=0; i<ver[u].size(); i++)

    {

        int v = ver[u][i];

        if(!dfn[v])

        {

            dfs(v);

            low[u] = min(low[u] , low[v]);

        }

        else if(ins[v])

            low[u] = min(low[u] , dfn[v]);

    }

    if(dfn[u] == low[u])

    {

        bcnt++;

        while(true)

        {

            int x = sta.top();

            belong[x] = bcnt;

            ins[x] = 0;

            sta.pop();

            if(x == u) break;

        }

    }

}



void dp(int u)

{

    if(d[u] != -1) return ;

    d[u] = 1;

    for(int i=0; i<e[u].size(); i++)

    {

        int v = e[u][i];

        dp(v);

        if(d[v] + 1 > d[u]) d[u] = d[v] + 1;

    }

}



int DP()

{

    memset(d,-1,sizeof(d));

    for(int i=1; i<=bcnt; i++)

        if(d[i] == -1)

        {

            d[i] = 1;

            for(int k=0; k<e[i].size(); k++)

            {

                int j = e[i][k];

                dp(j);

                if(d[j] + 1 > d[i]) d[i] = d[j] + 1;

            }

            if(d[i] >= bcnt) return 1;

        }

        else if(d[i] >= bcnt) return 1;

    return 0;

}



void solve()

{

    for(int i=1; i<=n; i++)

        if(!dfn[i])

            dfs(i);



    for(int i=1; i<=bcnt; i++) e[i].clear();



    for(int i=1; i<=n; i++)  

        for(int j=0; j<ver[i].size(); j++)

        {   //统计入度,并且给缩点后的DAG建图

            int u = belong[i];

            int v = belong[ver[i][j]];

            if(u != v) e[u].push_back(v);  //重新建图

        }

    //int ok = topsort(); //拓扑排序判断 

    int ok = DP();

    if(ok) cout << "Yes" << endl;

    else   cout << "No" << endl;

}



int main()

{

    int cas;

    cin >> cas;

    while(cas--)

    {

        cin >> n >> tot;

        dcnt = bcnt = 0;

        while(!sta.empty()) sta.pop();

        for(int i=1; i<=n; i++)

        {

            ver[i].clear();

            dfn[i] = ins[i] = 0;

        }

        while(tot--)

        {

            int u,v;

            cin >> u >> v;

            ver[u].push_back(v);

        }

        solve();

    }

    return 0;

}

 

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