题目大意:有N头牛,他们都喜欢膜拜其他牛,有M种膜拜关系,问有多少头牛被其他所有的牛膜拜。
分析:这个问题的模型就是,给出一个有向图,有多少个顶点可以被其他所有顶点达到。在DAG(有向无环图)中,只有出度为0的
点,才能被其他所有点到达。由于无环,所以从任何点出发,都将终止于出度为0的点。
首先,我们用Tarjan算法求解所有的强连通分量。
所谓Tarjan算法,就是在dfs过程不断利用两个数组来求解强连通分量。
dfn[i]表示编号为i的节点在DFS过程中的访问序号(也可以叫做开始时间)。在DFS过程中会形成一搜索树。在搜索树上越先遍历
到的节点,显然dfn的值就越小。dfn值越小的节点,就称为越“早” 。
用low[i]表示从i节点出发DFS过程中i下方节点(开始时间大于dfn[i],且由i可达的节点)所能到达的最早的节点的开始时间。初始时low[i]=dfn[i]。
DFS过程中,碰到哪个节点,就将哪个节点入栈。栈中节点只有在其所属的强连通分量已经全部求出时,才会出栈。
如果节点u有边连到一个尚未被访问的节点v,那么在从v出发进行的DFS结束回到u时,使得 low[u] = min(low[u],low[v])。因为u可
达v,所以v可达的最早的节点,也是u可达的。
if(!vis[v]) { tarjan(v); low[u] = min(low[u], low[v]); }
如果节点u有边连到栈里的节点v,则更新u的low 值为min(low[u],dfn[v]) ,若low[u]被更新为dfn[v],则表明目前发现u可达的最
早的节点是v。
else if(in[v]) low[u] = min(low[u], dfn[v]);
如果一个节点u,从其出发进行的DFS已经全部完成并回到u,而且此时其low值等于dfn值,则说明u可达的所有节点,都不能到达
任何比u早的节点 ---- 那么该节点u就是一个强连通分量在DFS搜索树中的根。
此时,显然栈中u上方的节点,都是不能到达比u早的节点的。将栈中节点弹出,一直弹到u(包括u),弹出的节点就构成了一个强连
通分量。
if(dfn[u] == low[u]) { while(true) { color[st[t]] = cnt; if(u == st[t]) { in[st[t--]] = 0; break; } in[st[t--]] = 0; } cnt++; }
然后,我们只需要统计DAG中各个点的出度,只有出度为0的点才可能是最终的答案。当多于一个出度为0的顶点,则无解。
代码:
#include <cstdio> #include <cstring> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; const int maxn = 111111; int n, m; vector<int> e[maxn]; int dfn[maxn], low[maxn]; int vis[maxn]; int st[maxn], in[maxn]; int color[maxn], du[maxn]; int t, cnt, index; void tarjan(int u) { vis[u] = 1; dfn[u] = low[u] = ++index; st[++t] = u; //顶点u入栈 in[u] = 1; int len = e[u].size(); for(int i = 0; i < len; i++) { int v = e[u][i]; if(!vis[v]) { tarjan(v); low[u] = min(low[u], low[v]); } else if(in[v]) low[u] = min(low[u], dfn[v]); } if(dfn[u] == low[u]) { while(true) { color[st[t]] = cnt; //缩点 if(u == st[t]) { //当栈顶元素为u时,当前强连通分量求解完毕 in[st[t--]] = 0; break; } in[st[t--]] = 0; //顶点u出栈 } cnt++; } } int main() { while(~scanf("%d%d", &n, &m)) { for(int i = 1; i <= n; i++) e[i].clear(); for(int i = 0; i < m; i++) { int x, y; scanf("%d%d", &x, &y); e[x].push_back(y); } cnt = 0; memset(in, 0, sizeof(in)); memset(color, 0, sizeof(color)); memset(vis, 0, sizeof(vis)); index = 0; for(int i = 1; i <= n; i++) { if(!vis[i]) { t = 0; tarjan(i); } } memset(du, 0, sizeof(du)); for(int i = 1; i <= n; i++) { //统计DAG上各点的出度 int len = e[i].size(); for(int j = 0; j < len; j++) { if(color[i] != color[e[i][j]]) du[color[i]]++; } } int flag = 0, ans = 0, tt; for(int i = 0; i < cnt; i++) if(du[i] == 0) flag++, tt = i; if(flag != 1) ans = 0; else { for(int i = 1; i <= n; i++) if(color[i] == tt) ans++; } printf("%d\n", ans); } return 0; }