这是 AcWing,创始人 y 总,总结的代码模板,本人仅用于学习,不许你侵权,本人侵权,立即删除。
AcWing 785. 快速排序
void quick_sort(int q[], int l, int r)
{
if (l >= r) return;
int i = l - 1, j = r + 1, x = q[l + r >> 1];
while (i < j)
{
do i ++ ; while (q[i] < x);
do j -- ; while (q[j] > x);
if (i < j) swap(q[i], q[j]);
}
quick_sort(q, l, j), quick_sort(q, j + 1, r);
}
AcWing 787. 归并排序
void merge_sort(int q[], int l, int r)
{
if (l >= r) return;
int mid = l + r >> 1;
merge_sort(q, l, mid);
merge_sort(q, mid + 1, r);
int k = 0, i = l, j = mid + 1;
while (i <= mid && j <= r)
if (q[i] <= q[j]) tmp[k ++ ] = q[i ++ ];
else tmp[k ++ ] = q[j ++ ];
while (i <= mid) tmp[k ++ ] = q[i ++ ];
while (j <= r) tmp[k ++ ] = q[j ++ ];
for (i = l, j = 0; i <= r; i ++, j ++ ) q[i] = tmp[j];
}
AcWing 788. 逆序对的数量
注意:做半段 L, 右半段 R,均是有序序列
#include
using namespace std;
const int N=100010;
typedef long long ll;
ll q[N], tmp[N];
int n;
ll merge(int l, int r) {
if(l>=r) return 0;
int mid = l+r>>1;
ll res = merge(l, mid) + merge(mid+1, r);
int k=0, i = l, j=mid+1;
while(i<=mid && j<=r) {
if(q[i] <= q[j]) tmp[k++] = q[i++];
else {
tmp[k++] = q[j++];
//这里是因为,左右两半都是有序,此时的i>j 后面mid到i的数也大于这个j前半部分是从 r 到 mid
res += mid - i + 1;
}
}
while(i<=mid) tmp[k++] = q[i++];
while(j<=r) tmp[k++] = q[j++];
for(int i=l, k=0; i<=r; i++, k++) q[i] = tmp[k];
return res;
}
int main() {
cin >> n;
for(int i=0; i<n; i++) cin >> q[i];
cout << merge(0, n-1);
return 0;
}
AcWing 789. 数的范围
bool check(int x) {/* ... */} // 检查x是否满足某种性质
// 区间[l, r]被划分成[l, mid]和[mid + 1, r]时使用:
int bsearch_1(int l, int r)
{
while (l < r)
{
int mid = l + r >> 1;
if (check(mid)) r = mid; // check()判断mid是否满足性质
else l = mid + 1;
}
return l;
}
// 区间[l, r]被划分成[l, mid - 1]和[mid, r]时使用:
int bsearch_2(int l, int r)
{
while (l < r)
{
int mid = l + r + 1 >> 1;
if (check(mid)) l = mid;
else r = mid - 1;
}
return l;
}
AcWing 790. 数的三次方根
bool check(double x) {/* ... */} // 检查x是否满足某种性质
double bsearch_3(double l, double r)
{
const double eps = 1e-6; // eps 表示精度,取决于题目对精度的要求
while (r - l > eps)
{
double mid = (l + r) / 2;
if (check(mid)) r = mid;
else l = mid;
}
return l;
}
AcWing 792. 高精度减法
// C = A + B, A >= 0, B >= 0
vector<int> add(vector<int> &A, vector<int> &B)
{
if (A.size() < B.size()) return add(B, A);
vector<int> C;
int t = 0;
for (int i = 0; i < A.size(); i ++ )
{
t += A[i];
if (i < B.size()) t += B[i];
C.push_back(t % 10);
t /= 10;
}
if (t) C.push_back(t);
return C;
}
AcWing 792. 高精度减法
// C = A - B, 满足A >= B, A >= 0, B >= 0
vector<int> sub(vector<int> &A, vector<int> &B)
{
vector<int> C;
for (int i = 0, t = 0; i < A.size(); i ++ )
{
t = A[i] - t;
if (i < B.size()) t -= B[i];
C.push_back((t + 10) % 10);
if (t < 0) t = 1;
else t = 0;
}
while (C.size() > 1 && C.back() == 0) C.pop_back();
return C;
}
AcWing 793. 高精度乘法
// C = A * b, A >= 0, b >= 0
vector<int> mul(vector<int> &A, int b)
{
vector<int> C;
int t = 0;
for (int i = 0; i < A.size() || t; i ++ )
{
if (i < A.size()) t += A[i] * b;
C.push_back(t % 10);
t /= 10;
}
while (C.size() > 1 && C.back() == 0) C.pop_back();
return C;
}
AcWing 794. 高精度除法
// A / b = C ... r, A >= 0, b > 0
vector<int> div(vector<int> &A, int b, int &r)
{
vector<int> C;
r = 0;
for (int i = A.size() - 1; i >= 0; i -- )
{
r = r * 10 + A[i];
C.push_back(r / b);
r %= b;
}
reverse(C.begin(), C.end());
while (C.size() > 1 && C.back() == 0) C.pop_back();
return C;
}
AcWing 795. 前缀和
S[i] = a[1] + a[2] + ... a[i]
a[l] + ... + a[r] = S[r] - S[l - 1]
AcWing 796. 子矩阵的和
S[i, j] = 第i行j列格子左上部分所有元素的和
以(x1, y1)为左上角,(x2, y2)为右下角的子矩阵的和为:
S[x2, y2] - S[x1 - 1, y2] - S[x2, y1 - 1] + S[x1 - 1, y1 - 1]
AcWing 797. 差分
给区间[l, r]中的每个数加上c:B[l] += c, B[r + 1] -= c
AcWing 798. 差分矩阵
给以(x1, y1)为左上角,(x2, y2)为右下角的子矩阵中的所有元素加上c:
S[x1, y1] += c, S[x2 + 1, y1] -= c, S[x1, y2 + 1] -= c, S[x2 + 1, y2 + 1] += c
AcWing 801. 二进制中1的个数
求n的第k位数字: n >> k & 1
返回n的最后一位1:lowbit(n) = n & -n
AcWIng 799. 最长连续不重复子序列
AcWing 800. 数组元素的目标和
for (int i = 0, j = 0; i < n; i ++ )
{
while (j < i && check(i, j)) j ++ ;
// 具体问题的逻辑
}
常见问题分类:
(1) 对于一个序列,用两个指针维护一段区间
(2) 对于两个序列,维护某种次序,比如归并排序中合并两个有序序列的操作
AcWing 802. 区间和
vector<int> alls; // 存储所有待离散化的值
sort(alls.begin(), alls.end()); // 将所有值排序
alls.erase(unique(alls.begin(), alls.end()), alls.end()); // 去掉重复元素
// 二分求出x对应的离散化的值
int find(int x) // 找到第一个大于等于x的位置
{
int l = 0, r = alls.size() - 1;
while (l < r)
{
int mid = l + r >> 1;
if (alls[mid] >= x) r = mid;
else l = mid + 1;
}
return r + 1; // 映射到1, 2, ...n
}
AcWing 803. 区间合并
// 将所有存在交集的区间合并
void merge(vector<PII> &segs)
{
vector<PII> res;
sort(segs.begin(), segs.end());
int st = -2e9, ed = -2e9;
for (auto seg : segs)
if (ed < seg.first)
{
if (st != -2e9) res.push_back({st, ed});
st = seg.first, ed = seg.second;
}
else ed = max(ed, seg.second);
if (st != -2e9) res.push_back({st, ed});
segs = res;
}
AcWing 831. KMP字符串
// s[]是长文本,p[]是模式串,n是s的长度,m是p的长度
求模式串的Next数组:
for (int i = 2, j = 0; i <= m; i ++ )
{
while (j && p[i] != p[j + 1]) j = ne[j];
if (p[i] == p[j + 1]) j ++ ;
ne[i] = j;
}
// 匹配
for (int i = 1, j = 0; i <= n; i ++ )
{
while (j && s[i] != p[j + 1]) j = ne[j];
if (s[i] == p[j + 1]) j ++ ;
if (j == m)
{
j = ne[j];
// 匹配成功后的逻辑
}
}
AcWing 835. Trie字符串统计
int son[N][26], cnt[N], idx;
// 0号点既是根节点,又是空节点
// son[][]存储树中每个节点的子节点
// cnt[]存储以每个节点结尾的单词数量
// 插入一个字符串
void insert(char *str)
{
int p = 0;
for (int i = 0; str[i]; i ++ )
{
int u = str[i] - 'a';
if (!son[p][u]) son[p][u] = ++ idx;
p = son[p][u];
}
cnt[p] ++ ;
}
// 查询字符串出现的次数
int query(char *str)
{
int p = 0;
for (int i = 0; str[i]; i ++ )
{
int u = str[i] - 'a';
if (!son[p][u]) return 0;
p = son[p][u];
}
return cnt[p];
}
AcWing 836. 合并集合
AcWing 837. 连通块中点的数量
int p[N]; //存储每个点的祖宗节点
// 返回x的祖宗节点
int find(int x)
{
if (p[x] != x) p[x] = find(p[x]);
return p[x];
}
// 初始化,假定节点编号是1~n
for (int i = 1; i <= n; i ++ ) p[i] = i;
// 合并a和b所在的两个集合:
p[find(a)] = find(b);
int p[N], size[N];
//p[]存储每个点的祖宗节点, size[]只有祖宗节点的有意义,表示祖宗节点所在集合中的点的数量
// 返回x的祖宗节点
int find(int x)
{
if (p[x] != x) p[x] = find(p[x]);
return p[x];
}
// 初始化,假定节点编号是1~n
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
{
p[i] = i;
size[i] = 1;
}
// 合并a和b所在的两个集合:
size[find(b)] += size[find(a)];
p[find(a)] = find(b);
int p[N], d[N];
//p[]存储每个点的祖宗节点, d[x]存储x到p[x]的距离
// 返回x的祖宗节点
int find(int x)
{
if (p[x] != x)
{
int u = find(p[x]);
d[x] += d[p[x]];
p[x] = u;
}
return p[x];
}
// 初始化,假定节点编号是1~n
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
{
p[i] = i;
d[i] = 0;
}
// 合并a和b所在的两个集合:
p[find(a)] = find(b);
d[find(a)] = distance; // 根据具体问题,初始化find(a)的偏移量
填坑,从填1个坑到填n个坑。坑可以随便填,比如第1个坑选了2之后,第2个坑可以填1(非升序),也可以填3(升序)
#include
using namespace std;
typedef long long ll;
int n;
int a[20];
bool vis[20];
// 一共tar个坑,当前枚举到第pos个坑
void dfs(int pos, int tar) {
if (pos == tar + 1) {
for (int i = 1; i <= tar; i ++ ) cout << a[i] << " ";
cout << endl;
return ;
}
// 选数填坑,选择的数范围是1~n
for (int i = 1; i <= n; i ++) {
if (!vis[i]) {
vis[i] = true; a[pos] = i;
dfs (pos + 1, tar);
vis[i] = false;
}
}
}
int main() {
cout << endl; // 不取
cin >> n;
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
dfs(1, i);
return 0;
}
依旧是填坑,从填 1 个坑到填 n 个坑。
和上面不同的是,上面是第 1 个坑选了 2 之后,第 2 个坑还可以从 2 之前的数开始填坑,现在是第1个坑选了2之后,第2个坑只能从大于2的数里选了。
即,当前的坑pos处填了num,则填下一个坑pos+1时,只能从大于num的数里选择填坑。
解决办法: dfs里加一个start,选数的时候,只能从start之后的数里面选择
总结:dfs 需要四个变量记录当前状态:
当前位于的坑pos,当前可以选的最小数字start,当前的目标总坑数tar,当前已经填的坑数组a[]。
#include
using namespace std;
int n;
int a[20];
bool vis[20];
// 当前枚举到第pos个坑, 上一个坑填的是start-1,这次只能从start开始找数填, 一共要填tar个坑
void dfs(int pos, int start, int tar) {
if (pos == tar + 1) {
for (int i = 1; i <= tar; i ++ ) cout << a[i] << " ";
cout << endl;
return ;
}
// 选数填坑,选择的数范围是start~n
for (int i = start; i <= n; i ++) {
if (!vis[i]) {
vis[i] = true; a[pos] = i;
dfs (pos + 1, i + 1, tar);
vis[i] = false;
}
}
}
int main() {
cout << endl;
cin >> n;
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
dfs(1, 1, i);
return 0;
}
用一个二进制数表示选了哪些数,替代之前的a[20]数组
其中 state |= 1 << (i - 1) 代表状态的改变,选了i这个数
state ^= 1 << (i - 1) 代表状态的还原,还原没选i这个数的状态
#include
using namespace std;
int n;
bool vis[20];
void dfs(int pos, int start, int tar, int state) {
if (pos == tar + 1) {
for (int j = 0; j < n; j ++ ) {
if (state >> j & 1) cout << j + 1 << " ";
}
cout << endl;
return ;
}
for (int i = start; i <= n; i ++) {
if (!vis[i]) {
vis[i] = true; state |= 1 << (i - 1);
dfs (pos + 1, i + 1, tar, state);
vis[i] = false;state ^= 1 << (i - 1);
}
}
}
int main() {
cout << endl;
cin >> n;
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
dfs(1, 1, i, 0);
return 0;
}
状态压缩的特性:可以枚举所有选与不选的情况
#include
using namespace std;
int main() {
int n;
cin >> n;
// state 是每一个状态
for (int state = 0; state < 1 << n; state ++ ) {
// 用指针j遍历二进制数state中的每一位
for (int j = 0; j < n; j ++ ) {
if (state >> j & 1) cout << j + 1 << " ";
}
cout << endl;
}
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const int N = 16;
int n;
int st[N]; // 状态,记录每个位置当前的状态:0表示还没考虑,1表示选它,2表示不选它
void dfs(int u)
{
if (u > n)
{
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
if (st[i] == 1)
printf("%d ", i);
printf("\n");
return;
}
st[u] = 2;
dfs(u + 1); // 第一个分支:不选
st[u] = 0; // 恢复现场
st[u] = 1;
dfs(u + 1); // 第二个分支:选
st[u] = 0;
}
int main()
{
cin >> n;
dfs(1);
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const int N = 10;
int n;
int state[N]; // 0 表示还没放数,1~n表示放了哪个数
bool used[N]; // true表示用过,false表示还未用过
void dfs(int u)
{
if (u > n) // 边界
{
for (int i = 1; i <= n; i ++ ) printf("%d ", state[i]); // 打印方案
puts("");
return;
}
// 依次枚举每个分支,即当前位置可以填哪些数
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
if (!used[i])
{
state[u] = i;
used[i] = true;
dfs(u + 1);
// 恢复现场
state[u] = 0;
used[i] = false;
}
}
int main()
{
scanf("%d", &n);
dfs(1);
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const int N = 30;
int n, m;
int way[N];
void dfs(int u, int start)
{
if (u + n - start < m) return; // 剪枝
if (u == m + 1)
{
for (int i = 1; i <= m; i ++ ) printf("%d ", way[i]);
puts("");
return;
}
for (int i = start; i <= n; i ++ )
{
way[u] = i;
dfs(u + 1, i + 1);
way[u] = 0; // 恢复现场
}
}
int main()
{
scanf("%d%d", &n, &m);
dfs(1, 1);
return 0;
}
AcWing 846. 树的重心
int dfs(int u)
{
st[u] = true; // st[u] 表示点u已经被遍历过
for (auto j : G[u])
{
if (!st[j]) dfs(j);
}
}
AcWing 847. 图中点的层次
queue<int> q;
st[1] = true; // 表示1号点已经被遍历过
q.push(1);
while (q.size())
{
int t = q.front();
q.pop();
for (auto j : G[t])
{
if (!st[j])
{
st[j] = true; // 表示点j已经被遍历过
q.push(j);
}
}
}
AcWing 848. 有向图的拓扑序列
时间复杂度 O(n+m), n 表示点数,m 表示边数
bool topsort()
{
queue<int> q;
// d[i] 存储点i的入度
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
if (!d[i])
q.push(i);
while (q.size())
{
int t = q.front(); q.pop();
for (auto j : G[t])
{
if (-- d[j] == 0)
q.push(j);
}
}
// 如果所有点都入队了,说明存在拓扑序列;否则不存在拓扑序列。
return q.size() == n - 1;
}
时间复杂是 O(n2+m), n 表示点数,m 表示边数
AcWing 849. Dijkstra求最短路 I
int g[N][N]; // 存储每条边
int dist[N]; // 存储1号点到每个点的最短距离
bool st[N]; // 存储每个点的最短路是否已经确定
// 求1号点到n号点的最短路,如果不存在则返回-1
int dijkstra()
{
memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
dist[1] = 0;
for (int i = 0; i < n - 1; i ++ )
{
int t = -1; // 在还未确定最短路的点中,寻找距离最小的点
for (int j = 1; j <= n; j ++ )
if (!st[j] && (t == -1 || dist[t] > dist[j]))
t = j;
// 用t更新其他点的距离
for (int j = 1; j <= n; j ++ )
dist[j] = min(dist[j], dist[t] + g[t][j]);
st[t] = true;
}
if (dist[n] == 0x3f3f3f3f) return -1;
return dist[n];
}
#include
using namespace std;
const int N = 1000;
typedef pair<int, int> PII;
int n, m;
vector<PII> G[N];
bool st[N];
int d[N];
int Dijkstra() {
memset (d, 0x3f, sizeof d);
d[1] = 0;
for (int i = 0; i < n; i ++ ) {
int t = -1;
for (int j = 1; j <= n; j ++ ) {
if (!st[j] && ( t == -1 || d[t] > d[j] )) t = j;
}
st[t] = true;
for (auto j : G[t]) {
int a = j.first, w = j.second;
if (d[a] > d[t] + w) {
d[a] = d[t] + w;
}
}
}
if (d[n] == 0x3f3f3f3f) return -1;
return d[n];
}
int main() {
cin >> n >> m;
while( m-- ) {
int a, b, c;
cin >> a >> b >> c;
G[a].push_back({b, c});
}
cout << Dijkstra();
return 0;
}
时间复杂度 O(mlogn), n 表示点数,m 表示边数
AcWing 850. Dijkstra求最短路 II
typedef pair<int, int> PII;
int n; // 点的数量
int dist[N]; // 存储所有点到1号点的距离
bool st[N]; // 存储每个点的最短距离是否已确定
// 求1号点到n号点的最短距离,如果不存在,则返回-1
int dijkstra()
{
memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
dist[1] = 0;
priority_queue<PII, vector<PII>, greater<PII>> q;
q.push({0, 1}); // first存储距离,second存储节点编号
while (q.size())
{
auto t = q.top();
q.pop();
int ver = t.second, distance = t.first;
if (st[ver]) continue;
st[ver] = true;
for (auto i : G[ver])
{
int j = i.first, w = i.second;
if (dist[j] > distance + w)
{
dist[j] = distance + w;
q.push({dist[j], j});
}
}
}
if (dist[n] == 0x3f3f3f3f) return -1;
return dist[n];
}
时间复杂度 O(nm), n 表示点数,m 表示边数
AcWing 853. 有边数限制的最短路
int n, m; // n表示点数,m表示边数
int dist[N]; // dist[x]存储1到x的最短路距离
struct Edge // 边,a表示出点,b表示入点,w表示边的权重
{
int a, b, w;
}edges[M];
// 求1到n的最短路距离,如果无法从1走到n,则返回-1。
int bellman_ford()
{
memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
dist[1] = 0;
// 如果第n次迭代仍然会松弛三角不等式,就说明存在一条长度是n+1的最短路径,由抽屉原理,路径中至少存在两个相同的点,说明图中存在负权回路。
for (int i = 0; i < n; i ++ )
{
for (int j = 0; j < m; j ++ )
{
int a = edges[j].a, b = edges[j].b, w = edges[j].w;
if (dist[b] > dist[a] + w)
dist[b] = dist[a] + w;
}
}
if (dist[n] > 0x3f3f3f3f / 2) return -1;
return dist[n];
}
时间复杂度平均情况下 O(m),最坏情况下 O(nm), n 表示点数,m 表示边数
AcWing 851. spfa求最短路
int n; // 总点数
int h[N], w[N], e[N], ne[N], idx; // 邻接表存储所有边
int dist[N]; // 存储每个点到1号点的最短距离
bool st[N]; // 存储每个点是否在队列中
// 求1号点到n号点的最短路距离,如果从1号点无法走到n号点则返回-1
int spfa()
{
memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
dist[1] = 0;
queue<int> q;
q.push(1);
st[1] = true;
while (q.size())
{
auto 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]) // 如果队列中已存在j,则不需要将j重复插入
{
q.push(j);
st[j] = true;
}
}
}
}
if (dist[n] == 0x3f3f3f3f) return -1;
return dist[n];
}
时间复杂度是 O(nm), n 表示点数,m 表示边数
AcWing 852. spfa判断负环
int n; // 总点数
int dist[N], cnt[N]; // dist[x]存储1号点到x的最短距离,cnt[x]存储1到x的最短路中经过的点数
bool st[N]; // 存储每个点是否在队列中
// 如果存在负环,则返回true,否则返回false。
bool spfa()
{
// 不需要初始化dist数组
// 原理:如果某条最短路径上有n个点(除了自己),那么加上自己之后一共有n+1个点,由抽屉原理一定有两个点相同,所以存在环。
queue<int> q;
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
{
q.push(i);
st[i] = true;
}
while (q.size())
{
auto t = q.front();
q.pop();
st[t] = false;
for (auto i : G[t])
{
int j = i.first, w = i.second;
if (dist[j] > dist[t] + w)
{
dist[j] = dist[t] + w;
cnt[j] = cnt[t] + 1;
if (cnt[j] >= n) return true; // 如果从1号点到x的最短路中包含至少n个点(不包括自己),则说明存在环
if (!st[j])
{
q.push(j);
st[j] = true;
}
}
}
}
return false;
}
时间复杂度是 O(n3), n 表示点数
AcWing 854. Floyd求最短路
初始化:
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
for (int j = 1; j <= n; j ++ )
if (i == j) d[i][j] = 0;
else d[i][j] = INF;
// 算法结束后,d[a][b]表示a到b的最短距离
void floyd()
{
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]);
}
时间复杂度是 O(n2+m), n 表示点数,m 表示边数
AcWing 858. Prim算法求最小生成树
int n; // n表示点数
int g[N][N]; // 邻接矩阵,存储所有边
int dist[N]; // 存储其他点到当前最小生成树的距离
bool st[N]; // 存储每个点是否已经在生成树中
// 如果图不连通,则返回INF(值是0x3f3f3f3f), 否则返回最小生成树的树边权重之和
int prim()
{
memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
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 (i && dist[t] == INF) return INF;
if (i) res += dist[t];
st[t] = true;
for (int j = 1; j <= n; j ++ ) dist[j] = min(dist[j], g[t][j]);
}
return res;
}
时间复杂度是 O(mlogm), n 表示点数,m 表示边数
AcWing 859. Kruskal算法求最小生成树
int n, m; // n是点数,m是边数
int p[N]; // 并查集的父节点数组
struct Edge // 存储边
{
int a, b, w;
bool operator< (const Edge &W)const
{
return w < W.w;
}
}edges[M];
int find(int x) // 并查集核心操作
{
if (p[x] != x) p[x] = find(p[x]);
return p[x];
}
int kruskal()
{
sort(edges, edges + m);
for (int i = 1; i <= n; i ++ ) p[i] = i; // 初始化并查集
int res = 0, cnt = 0;
for (int i = 0; i < m; i ++ )
{
int a = edges[i].a, b = edges[i].b, w = edges[i].w;
a = find(a), b = find(b);
if (a != b) // 如果两个连通块不连通,则将这两个连通块合并
{
p[a] = b;
res += w;
cnt ++ ;
}
}
if (cnt < n - 1) return INF;
return res;
}
时间复杂度是 O(n+m), n 表示点数,m 表示边数
AcWing 860. 染色法判定二分图
int n; // n表示点数
vector<int> G // 邻接表存储图
int color[N]; // 表示每个点的颜色,-1表示未染色,0表示白色,1表示黑色
// 参数:u表示当前节点,c表示当前点的颜色
bool dfs(int u, int c)
{
color[u] = c;
for (auto j : G[u])
{
if (color[j] == -1)
{
if (!dfs(j, !c)) return false;
}
else if (color[j] == c) return false;
}
return true;
}
bool check()
{
memset(color, -1, sizeof color);
bool flag = true;
for (int i = 1; i <= n; i ++ )
if (color[i] == -1)
if (!dfs(i, 0))
{
flag = false;
break;
}
return flag;
}
AcWing 861. 二分图的最大匹配
时间复杂度是 O(nm), n 表示点数,m 表示边数
int n1, n2; // n1表示第一个集合中的点数,n2表示第二个集合中的点数
vector<int> G; // 邻接表存储所有边,匈牙利算法中只会用到从第一个集合指向第二个集合的边,所以这里只用存一个方向的边
int match[N]; // 存储第二个集合中的每个点当前匹配的第一个集合中的点是哪个
bool st[N]; // 表示第二个集合中的每个点是否已经被遍历过
bool find(int x)
{
for (auto j : G[x])
{
if (!st[j])
{
st[j] = true;
if (match[j] == 0 || find(match[j]))
{
match[j] = x;
return true;
}
}
}
return false;
}
// 求最大匹配数,依次枚举第一个集合中的每个点能否匹配第二个集合中的点
int res = 0;
for (int i = 1; i <= n1; i ++ )
{
memset(st, false, sizeof st);
if (find(i)) res ++ ;
}
AcWing 866. 试除法判定质数
bool prime(int n) {
if (n < 2) return false;
for (int i = 2; i <= n / i; i ++ ) {
if (n % i == 0) return false;
}
return true;
}
2.性质:
① 一个合数可以由多个比他小的质数相乘而得,而这些质数就是他的质因数。
② n 的任何一个因数 x假如他是合数,那么他绝对可以由 n 的小于x的质因数所相乘而得。
③ 一个数的因数,如果排序的话,最开始的因数肯定是质因数,后面才有合数。
void divide(int x)
{
for (int i = 2; i <= x / i; i ++ )
if (x % i == 0)
{
int s = 0;
while (x % i == 0) x /= i, s ++ ;
cout << i << ' ' << s << endl;
}
if (x > 1) cout << x << ' ' << 1 << endl;
cout << endl;
}
O(n) 的时间复杂度,st[i] = true:表示非质数
AcWing 868. 筛质数
int primes[N];
int n;
bool st[N];
int getPrime() {
int cnt = 0;
for (int i = 2; i <= n; i ++ ) {
if (!st[i]) primes[cnt ++ ] = i;
for (int j = 0; primes[j] <= n / i; j ++ ) {
st[i * primes[j]] = true;
if (i % primes[j] == 0) break;
}
}
return cnt;
}
vector<int> get_divisors(int x)
{
vector<int> res;
for (int i = 1; i <= x / i; i ++ )
if (x % i == 0)
{
res.push_back(i);
if (i != x / i) res.push_back(x / i);
}
sort(res.begin(), res.end());
return res;
}
AcWing 870. 约数个数
如果 N = p1^c1 * p2^c2 * ... *pk^ck
约数个数: (c1 + 1) * (c2 + 1) * ... * (ck + 1)
约数之和: (p1^0 + p1^1 + ... + p1^c1) * ... * (pk^0 + pk^1 + ... + pk^ck)
#include
using namespace std;
const int N = 2e9 + 10, mod = 1e9 + 7;
int n, T;
unordered_map<int, int> prime;
int main() {
cin >> T;
// 先将所有数进行分解质因数操作,并将其保存
while (T -- ) {
cin >> n;
for (int i = 2; i <= n / i; i ++ ) {
while (n % i == 0) {
prime[i] ++;
n /= i;
}
}
if (n > 1) prime[n] ++;
}
int res = 1;
// 利用每个数的指数 + 1 相乘得出结果
for (auto a : prime) res = res * (a.first + 1) % mod;
cout << res;
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N = 110, mod = 1e9 + 7;
int main()
{
int n;
cin >> n;
unordered_map<int, int> primes;
// 先将所有数进行分解质因数操作,并将其保存
while (n -- )
{
int x;
cin >> x;
for (int i = 2; i <= x / i; i ++ )
while (x % i == 0)
{
x /= i;
primes[i] ++ ;
}
if (x > 1) primes[x] ++ ;
}
// 对每个底数执行乘法原理得到的结果再相乘,也就是约数之和的公式
LL res = 1;
for (auto p : primes)
{
LL a = p.first, b = p.second;
LL t = 1;
while (b -- ) t = (t * a + 1) % mod;
res = res * t % mod;
}
cout << res << endl;
return 0;
}
辗转相除法求解
AcWing 872. 最大公约数
int gcd(int a, int b){
return b ? gcd(b, a % b) : a;
}
AcWing 873. 欧拉函数
即求前 N 个数中与 N 互质的数的个数,O(n)
int phi(int x)
{
int res = x;
for (int i = 2; i <= x / i; i ++ )
if (x % i == 0)
{
res = res / i * (i - 1);
while (x % i == 0) x /= i;
}
if (x > 1) res = res / x * (x - 1);
return res;
}
#include
#include
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N = 1000010;
int primes[N], cnt;
int phi[N];
bool st[N];
void get_eulers(int n)
{
phi[1] = 1;
for (int i = 2; i <= n; i++)
{
if (!st[i])
{
primes[cnt++] = i;
phi[i] = i - 1;
}
for (int j = 0; primes[j] <= n / i; j++)
{
st[primes[j] * i] = true;
if (i % primes[j] == 0)
{
phi[primes[j] * i] = phi[i] * primes[j];
break;
}
phi[primes[j] * i] = phi[i] * (primes[j] - 1);
}
}
}
int main()
{
int n;
cin >> n;
get_eulers(n);
LL res = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) res += phi[i];
printf("%lld\n", res);
return 0;
}
AcWing 875. 快速幂
时间复杂度为 O(n * logb)
typedef long long LL;
LL qmi(int a, int b, int p)
{
LL res = 1 % p;
while (b)
{
if (b & 1) res = res * a % p;
a = a * (LL)a % p;
b >>= 1;
}
return res;
}
int exgcd(int a, int b, int &x, int &y)
{
if (!b)
{
x = 1, y = 0;
return a;
}
int d = exgcd(b, a % b, y, x);
y -= a / b * x;
return d;
}
void Init() {
for(int i=0; i<N; i++) {
for(int j=0; j<=i; j++) {
if(i == j || j == 0) c[i][j] = 1;
else c[i][j] = (c[i-1][j] + c[i-1][j-1]) % mod;
}
}
}
#include
#include
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N = 100010, mod = 1e9 + 7;
int fact[N], infact[N];
int qmi(int a, int k, int p)
{
int res = 1;
while (k)
{
if (k & 1) res = (LL)res * a % p;
a = (LL)a * a % p;
k >>= 1;
}
return res;
}
int main()
{
fact[0] = infact[0] = 1;
for (int i = 1; i < N; i ++ )
{
fact[i] = (LL)fact[i - 1] * i % mod;
infact[i] = (LL)infact[i - 1] * qmi(i, mod - 2, mod) % mod;
}
int n;
scanf("%d", &n);
while (n -- )
{
int a, b;
scanf("%d%d", &a, &b);
printf("%d\n", (LL)fact[a] * infact[b] % mod * infact[a - b] % mod);
}
return 0;
}
#include
#include
using namespace std;
typedef long long LL;
int qmi(int a, int k, int p)
{
int res = 1;
while (k)
{
if (k & 1) res = (LL)res * a % p;
a = (LL)a * a % p;
k >>= 1;
}
return res;
}
int C(int a, int b, int p)
{
if (b > a) return 0;
int res = 1;
for (int i = 1, j = a; i <= b; i ++, j -- )
{
res = (LL)res * j % p;
res = (LL)res * qmi(i, p - 2, p) % p;
}
return res;
}
int lucas(LL a, LL b, int p)
{
if (a < p && b < p) return C(a, b, p);
return (LL)C(a % p, b % p, p) * lucas(a / p, b / p, p) % p;
}
int main()
{
int n;
cin >> n;
while (n -- )
{
LL a, b;
int p;
cin >> a >> b >> p;
cout << lucas(a, b, p) << endl;
}
return 0;
}