POJ 1679 The Unique MST(次小生成树模板)

至于什么是次小生成树我就不说了

主要是结论:次小生成树可由最小生成树换一条边得到。

至于怎么换这一条边呢,首先换的这条边不能是最小生成树里面的,然后呢我们就假设我们给最小生成树加进去一条另外的边,那么现在最小生成树里就会有一个环,然后我们要做的就是把这个环除新加入边的其他边里边权最大的一条边去掉就成了一颗生成树了。。我们现在要做的就是把所有没在最小生成树里面的边全都枚举一遍然后找到次小生成树就ok了。

现在说一下怎么找到环里除新加边的其他边中边权最大的边(说的好绕口,不知道读者看清楚否):

在prim算法里,每次新加一个结点。对于每一个新加的结点u,我们现在要关注的v是目前已经在最小生成树中的结点,令maxd[u][v]表示最小生成树中u到v的边中边权最大值,fa[u]表示u的父节点。那么从v到u中间肯定经过fa[u](因为u是我们刚刚加入的结点,所以与u直接相连的边只有fa[u])那么maxd[u][v]=max(w,maxd[fa[u][v]),其中c是u到v的边权。


这道题目该算是裸的次小生成树了。

#pragma warning(disable:4996)
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

//fa数组记录父亲结点,maxd数组记录最小生成树上两点间的所有边的最大边权
//g为0x3f3f3f3f表示不存在该边,g为-1表示该边在最小生成树中,否则为该边的边权
int fa[105], dis[105], maxd[105][105], g[105][105];
bool vis[105];
int n, m;

void init(){
	memset(fa, -1, sizeof fa);
	memset(maxd, 0, sizeof maxd);
	memset(dis, 0x3f, sizeof dis);
	memset(vis, false, sizeof vis);
	memset(g, 0x3f, sizeof g);
}

int prim(int s){
	dis[s] = 0;
	vis[s] = true;

	int nn = n, u = s, ret = 0;
	while (nn--){
		for (int i = 1; i <= n; i++){
			if (g[u][i] == -1)continue;
			int v = i, c = g[u][i];
			if (vis[v] == false && dis[v] > c){
				dis[v] = c;
				//记录父节点
				fa[v] = u;
			}
		}

		u = -1;
		for (int i = 1; i <= n; i++){
			if (vis[i] == false && (u == -1 || dis[u] > dis[i]))
				u = i;
		}
		if (u == -1)return ret;

		ret += dis[u];
		vis[u] = true;
		//把用过的边标记下
		g[fa[u]][u] = g[u][fa[u]] = -1;

		for (int i = 1; i <= n; i++){
			if (vis[i] == true && u != i){
				maxd[i][u] = maxd[u][i] = max(maxd[i][fa[u]], dis[u]);
			}
		}

	}
	return ret;
}

int second_MST(int mst){
	int ret = 0x3f3f3f3f;

	for (int i = 1; i <= n; i++){
		for (int j = i + 1; j <= n; j++){
			//因为g[0][0]永远是INF
			//既要没用过,又要存在的边
			if (g[i][j] >= 0 && g[i][j] < g[0][0]){
				ret = min(ret, mst - maxd[i][j] + g[i][j]);
			}
		}
	}
	return ret;
}

int main(){
	//freopen("in.txt", "r", stdin);
	int t; scanf("%d", &t);
	while (t--){
		scanf("%d %d", &n, &m);
		init();
		for (int i = 1; i <= m; i++){
			int u, v, c;
			scanf("%d %d %d", &u, &v, &c);
			g[u][v] = g[v][u] = c;
		}

		int mst = prim(1);
		int mst2 = second_MST(mst);
		if (mst == mst2)printf("Not Unique!\n");
		else printf("%d\n", mst);
	}
	return 0;
}


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