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有固定根的最小树形图求法O(VE):
首先消除自环,显然自环不在最小树形图中。然后判定是否存在最小树形图,以根为起点DFS一遍即可。
之后进行以下步骤。
设cost为最小树形图总权值。
0.置cost=0。
1.求最短弧集合Ao (一条弧就是一条有向边)
除源点外,为所有其他节点Vi,找到一条以Vi为终点的边,把它加入到集合Ao中。
(加边的方法:所有点到Vi的边中权值最小的边即为该加入的边,记prev[vi]为该边的起点,mincost[vi]为该边的权值)
2.检查Ao中的边是否会形成有向圈,有则到步骤3,无则到步骤4。
(判断方法:利用prev数组,枚举为检查过的点作为搜索的起点,做类似DFS的操作)
3.将有向环缩成一个点。
假设环中的点有(Vk1,Vk2,… ,Vki)总共i个,用缩成的点叫Vk替代,则在压缩后的图中,其他所有不在环中点v到Vk的距离定义如下:
gh[v][Vk]=min { gh[v][Vkj]-mincost[Vkj] } (1<=j<=i)而Vk到v的距离为
gh[Vk][v]=min { gh[Vkj][v] } (1<=j<=i)
同时注意更新prev[v]的值,即if(prev[v]==Vkj) prev[v]=Vk
另外cost=cost+mincost[Vkj] (1<=j<=i)
到步骤1.
4.cost加上Ao的权值和即为最小树形图总权值。
如要输出最小树形图较烦,没实现过。
找环O(V),收缩O(E),总复杂度O(VE)。
#include <iostream> #include <vector> #include <map> #include <set> #include <deque> #include <queue> #include <stack> #include <cstdio> #include <cmath> #include <cstdlib> #include <string> #include <cstring> #define INF 2000000000 #define MAXN 105 #define MAXM 1005 #define eps 1e-4 using namespace std; typedef double type; struct Point { double x, y; }p[MAXN]; struct node { int u, v; type w; }edge[MAXN * MAXN]; int pre[MAXN], id[MAXN], vis[MAXN], n, m; type in[MAXN]; double dis(Point a, Point b) { return sqrt((a.x - b.x) * (a.x - b.x) + (a.y - b.y) * (a.y - b.y)); } type Directed_MST(int root, int V, int E) { type ret = 0; while(true) { //1.找最小入边 for(int i = 0; i < V; i++) in[i] = INF; for(int i = 0; i < E; i++) { int u = edge[i].u; int v = edge[i].v; if(edge[i].w < in[v] && u != v) {pre[v] = u; in[v] = edge[i].w;} } for(int i = 0; i < V; i++) { if(i == root) continue; if(in[i] == INF) return -1;//除了根以外有点没有入边,则根无法到达它 } //2.找环 int cnt = 0; memset(id, -1, sizeof(id)); memset(vis, -1, sizeof(vis)); in[root] = 0; for(int i = 0; i < V; i++) //标记每个环 { ret += in[i]; int v = i; while(vis[v] != i && id[v] == -1 && v != root) //每个点寻找其前序点,要么最终寻找至根部,要么找到一个环 { vis[v] = i; v = pre[v]; } if(v != root && id[v] == -1)//缩点 { for(int u = pre[v]; u != v; u = pre[u]) id[u] = cnt; id[v] = cnt++; } } if(cnt == 0) break; //无环 则break for(int i = 0; i < V; i++) if(id[i] == -1) id[i] = cnt++; //3.建立新图 for(int i = 0; i < E; i++) { int u = edge[i].u; int v = edge[i].v; edge[i].u = id[u]; edge[i].v = id[v]; if(id[u] != id[v]) edge[i].w -= in[v]; } V = cnt; root = id[root]; } return ret; } int main() { while(scanf("%d%d", &n, &m) != EOF) { for(int i = 0; i < n; i++) scanf("%lf%lf", &p[i].x, &p[i].y); for(int i = 0; i < m; i++) { scanf("%d%d", &edge[i].u, &edge[i].v); edge[i].u--; edge[i].v--; if(edge[i].u != edge[i].v) edge[i].w = dis(p[edge[i].u], p[edge[i].v]); else edge[i].w = INF; //去除自环 } type ans = Directed_MST(0, n, m); if(ans == -1) printf("poor snoopy\n"); else printf("%.2f\n", ans); } return 0; }