poj1236 Network of School ( tarjian + 缩点 )

这算是我实现的第一个强连通分量(scc)的题目, 之前一直对于缩点有畏惧的心理,总觉得很复杂,其实很简单。只要遍历每个边,如果一个遍的起点和终点不在同一个连通分量中,那么这个两个连通分量就之间就应该有一条边,同时,如果要建一个新图(DAG)的话,那么要判断这个边是不是之前有加过,排除重复加边(因为在两个连通分量中,可能有两条来自这个两个scc中的点,可能是四个点也可能是3个点构成的边,或者更多的方向相同的边)。

那么对这道题:把实质分离出来,就是选定一些点,从这些点能够到达图中所有点,同时希望选定的点的数量最少,第二个任务就是在原图的基础上,添加多少条边,能够使得选定任意一点便可以到达图中所有的点。

我们知道scc中的点都是可以相互达到的,那么问题就在于使选择一些点使得不同的scc都可以被遍历到,对于每个scc只要在其中任选一点就可以代表多有的点,而这个点可以有两种获得software的方法,一种是copy一个new,也就是说这里是起点,是被选定的点;另一种就是从其他的schools获得copy,也就是说可以从其他的scc走到当前的scc。那么获得copy的条件是这个school在其他的school的list中,即对于这个scc来说,它有入边,同理没有入边的scc只能copy新的,一定是被选定的点。而且,只要一个scc入度不为0,那么它必定有上一级的点给它传文件,一次类推,在DAG(有向无环图)中,只要入度不为0,就总是有入度为0 的点能够到达它。所以有几个入度为0的scc,就需要几份文件,同时这个scc的数量也是最少的。第二问,填多少条边,使得整张图强连通。对于每个scc来说,如果入度或出度为0,那么图肯定不连通,需要对这个scc补充出度或入度。一共补多少条,那就是出度为0的scc和入度为0的scc数中较大的,一个图中的每个点只要能从别的点达到并且到达后能有边使得可以走向其他的点,那么这个图中的所有点就能够相互到达,至于为什么是较大的,画个图就显而易见了。


代码:

#include <cstdio>
#include <stack>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;

const int N = 110;
int n, cnt, head[N], out[N], in[N];
struct edge {
    int x, y, next;
}e[10001];
void add( int u, int v ) {
    e[cnt].x = u, e[cnt].y = v, e[cnt].next = head[u], head[u] = cnt++;
}

int pre[N], lowlink[N], sccno[N], dfs_clock, scc_cnt;
stack <int> S;
void dfs( int u ) {
    //printf("%d\n", head[u]);
    pre[u] = lowlink[u] = ++dfs_clock;
    S.push(u);
    for ( int i = head[u]; i != -1; i = e[i].next ) {
        int v = e[i].y;
        if ( !pre[v] ) {
            dfs(v);
            lowlink[u] = min( lowlink[u], lowlink[v] );
        }
        else if ( !sccno[v] ) lowlink[u] = min( lowlink[u], pre[v] );
    }
    if ( lowlink[u] == pre[u] ) {
            scc_cnt++;
            for ( ;; ){
                int x = S.top(); S.pop();
                sccno[x] = scc_cnt;
                if ( x == u ) break;
            }
    }
}
void solve()
{
    dfs_clock = scc_cnt = 0;
    memset( sccno, 0, sizeof(sccno));
    memset( pre, 0, sizeof(pre));
    for ( int i = 1; i <= n; ++i ) {
        if ( !pre[i] ) dfs(i);
    }
}

int main()
{
    while ( scanf("%d", &n) != EOF ) {
        cnt = 0;
        memset( head, -1, sizeof(head));
        memset( out, 0, sizeof(out));
        memset( in, 0, sizeof(in));
        for ( int i = 1; i <= n; ++i ) {
            int j;
            while ( scanf("%d", &j) && j ) {
                add( i, j );
            }
        }
        solve();
        //printf("%d\n", scc_cnt);
        for ( int i = 0; i < cnt; ++i ) {
            if ( sccno[e[i].x] != sccno[e[i].y] ) {
                //printf("%d %d || %d %d\n", sccno[e[i].x], sccno[e[i].y], e[i].x, e[i].y);
                out[sccno[e[i].x]]++;
                in[sccno[e[i].y]]++;
            }
        }
        int ans1 = 0, ans2 = 0;
        for ( int i = 1; i <= scc_cnt; ++i ) {
            if ( out[i] == 0 ) {
                ans1++;
                //printf("%d\n", i);
            }
            if ( in[i] == 0 ) ans2++;
        }
        printf("%d\n", ans2 );
        printf("%d\n", scc_cnt == 1 ? 0 : max(ans1, ans2));
    }
}


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