【复习8-9天内容】【我们一起60天准备考研算法面试（大全）-第十三天 13/60】

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本博客带大家一起学习，我们不图快，只求稳扎稳打。
由于我高三是在家自学的，经验教训告诉我，学习一定要长期积累，并且复习，所以我推出此系列。
只求每天坚持40分钟，一周学5天，复习2天
也就是一周学10道题
60天后我们就可以学完81道题，相信60天后，我们一定可以有扎实的代码基础！我们每天就40分钟，和我一起坚持下去吧！
qq群：878080619

八、拓扑排序

1. 有向图的拓扑序列

原题链接

这就是一个模板
算法原理可以csdn搜一下

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

const int N = 100010;

int n, m;
int h[N], e[N], ne[N], idx;
int d[N];
int q[N];

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

bool topsort()
{
    int hh = 0, tt = -1;

    for (int i = 1; i <= n; i ++ )
        if (!d[i])
            q[ ++ tt] = i;

    while (hh <= tt)
    {
        int t = q[hh ++ ];

        for (int i = h[t]; i != -1; i = ne[i])
        {
            int j = e[i];
            if (-- d[j] == 0)
                q[ ++ tt] = j;
        }
    }

    return tt == n - 1;
}

int main()
{
    scanf("%d%d", &n, &m);

    memset(h, -1, sizeof h);

    for (int i = 0; i < m; i ++ )
    {
        int a, b;
        scanf("%d%d", &a, &b);
        add(a, b);

        d[b] ++ ;
    }

    if (!topsort()) puts("-1");
    else
    {
        for (int i = 0; i < n; i ++ ) printf("%d ", q[i]);
        puts("");
    }

    return 0;
}

九、最小生成树、最短路

1. Prim算法求最小生成树（和dijk算法差不多）

原题链接

从1节点出发，每次走最短路径（距离集合的最短路径用d表示）选出最短路径再加到res上
（prim算法和dijkstra算法差不多，只是d的表示含义不同）

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

const int N = 510, M = 100010, INF = 0x3f3f3f3f;

int n, m;
int g[N][N], dist[N];
bool st[N];

int prim()
{
    memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
    dist[1] = 0;
    int res = 0;
    for (int i = 0; i < n; i ++ )
    {
        int t = -1;
        for (int j = 1; j <= n; j ++ )
            if (!st[j] && (t == -1 || dist[t] > dist[j]))
                 t = j;
        if (dist[t] == INF) return INF;
        st[t] = true;
        res += dist[t];
        for (int j = 1; j <= n; j ++ )
            dist[j] = min(dist[j], g[t][j]);
    }
    return res;
}

int main()
{
    scanf("%d%d", &n, &m);
    memset(g, 0x3f, sizeof g);
    while (m -- )
    {
        int a, b, c;
        scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
        g[a][b] = g[b][a] = min(g[a][b], c);
    }

    int res = prim();
    if (res == INF) puts("impossible");
    else printf("%d\n", res);
    return 0;
}

2. Dijkstra求最短路 I

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

const int N = 1e5 + 10;

int n, m;
int head[N], e[N], ne[N], w[N], idx;
bool st[N];
int dist[N];

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

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

    queue<int> q;
    q.push(1);

    st[1] = true;  //判重数组， 队列中有重复的点没有意义

    while (q.size()) {
        int t = q.front();
        q.pop();

        st[t] = false;

        for (int i = head[t]; i != -1; i = ne[i]) {
            int j = e[i];
            if (dist[j] > dist[t] + w[i]) {
                dist[j] = dist[t] + w[i];
                if (!st[j]) {
                    q.push(j);
                    st[j] = true;
                }
            }
        }
    }
    if (dist[n] == 0x3f3f3f3f) {
        return -1;
    }
    return dist[n];
}

int main()
{
    cin >> n >> m;

    memset(head, -1, sizeof head);

    for (int i = 0; i < m; i++) {
        int a, b, c;
        cin >> a >> b >> c;
        add(a, b, c);
    }

    int t = spfa();

    if (t == -1) {
        cout << -1 << endl;
    }
    else {
        cout << dist[n] << endl;
    }

    return 0;
}

3. Floyd求最短路

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

const int N = 210, INF = 0x3f3f3f3f;

int n, m, Q;
int d[N][N];

int main()
{
    scanf("%d%d%d", &n, &m, &Q);
    memset(d, 0x3f, sizeof d);
    for (int i = 1; i <= n; i ++ ) d[i][i] = 0;

    while (m -- )
    {
        int a, b, c;
        scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
        d[a][b] = min(d[a][b], c);
    }

    for (int k = 1; k <= n; k ++ )
        for (int i = 1; i <= n; i ++ )
            for (int j = 1; j <= n; j ++ )
                d[i][j] = min(d[i][j], d[i][k] + d[k][j]);

    while (Q -- )
    {
        int a, b;
        scanf("%d%d", &a, &b);
        int c = d[a][b];
        if (c > INF / 2) puts("impossible");
        else printf("%d\n", c);
    }

    return 0;
}

4. spfa求最短路

权值可能为负
所以需要每条路径都走
而不是像dijkstra算法只走一部分

所以spfa算法用普通队列存储即可
并且每个点可能走多次，所以st需要再次false

#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

const int N = 100010;

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

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

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

    queue<int> q;
    q.push(1);
    st[1] = true;

    while (q.size())
    {
        int t = q.front();
        q.pop();

        st[t] = false;

        for (int i = h[t]; i != -1; i = ne[i])
        {
            int j = e[i];
            if (dist[j] > dist[t] + w[i])
            {
                dist[j] = dist[t] + w[i];
                if (!st[j])
                {
                    q.push(j);
                    st[j] = true;
                }
            }
        }
    }

    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);
    }

    int t = spfa();

    if (t == 0x3f3f3f3f) puts("impossible");
    else printf("%d\n", t);

    return 0;
}

十、哈希表

1. 模拟散列表

开散列方法（拉链法）

就记住有N个链表头节点

对于原数据可以 (x % N + N) % N;找到合适位置插入到头节点

#include 
#include 

using namespace std;

const int N = 1e5 + 3;  // 取大于1e5的第一个质数，取质数冲突的概率最小 可以百度

//* 开一个槽 h
int h[N], e[N], ne[N], idx;  //邻接表

void insert(int x) {
    // c++中如果是负数 那他取模也是负的 所以 加N 再 %N 就一定是一个正数
    int k = (x % N + N) % N;
    e[idx] = x;
    ne[idx] = h[k];
    h[k] = idx++;
}

bool find(int x) {
    //用上面同样的 Hash函数 讲x映射到 从 0-1e5 之间的数
    int k = (x % N + N) % N;
    for (int i = h[k]; i != -1; i = ne[i]) {
        if (e[i] == x) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

int n;

int main() {
    cin >> n;

    memset(h, -1, sizeof h);  //将槽先清空 空指针一般用 -1 来表示

    while (n--) {
        string op;
        int x;
        cin >> op >> x;
        if (op == "I") {
            insert(x);
        } else {
            if (find(x)) {
                puts("Yes");
            } else {
                puts("No");
            }
        }
    }
    return 0;
}

开放寻址法代码

本质：（最多存1e5个数）

#include 
#include 

using namespace std;

//开放寻址法一般开 数据范围的 2~3倍, 这样大概率就没有冲突了
const int N = 2e5 + 3;        //大于数据范围的第一个质数
const int null = 0x3f3f3f3f;  //规定空指针为 null 0x3f3f3f3f

int h[N];

int find(int x) {
    int t = (x % N + N) % N;
    while (h[t] != null && h[t] != x) {
        t++;
        if (t == N) {
            t = 0;
        }
    }
    return t;  //如果这个位置是空的, 则返回的是他应该存储的位置
}

int n;

int main() {
    cin >> n;

    memset(h, 0x3f, sizeof h);  //规定空指针为 0x3f3f3f3f

    while (n--) {
        string op;
        int x;
        cin >> op >> x;
        if (op == "I") {
            h[find(x)] = x;
        } else {
            if (h[find(x)] == null) {
                puts("No");
            } else {
                puts("Yes");
            }
        }
    }
    return 0;
}

2. 未出现过的最小正整数( 2018年全国硕士研究生招生考试 )

由于我们需要从1去找 是否出现在数组中

如果1去遍历一遍数组
2遍历一遍数组
太麻烦

如何一步到位？
其实可以用
哈希思想

把数组出现的数都映射存储到数组中

如何都没有出现

那么一定是大于数组的个数+1的那个值

class Solution {
public:
    int findMissMin(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        vector<bool> hash(n + 1);
        for (int x: nums)
            if (x >= 1 && x <= n)
                hash[x] = true;
        for (int i = 1; i <= n; i ++ )
            if (!hash[i])
                return i;
        return n + 1;
    }
};