小 C 最近学了很多最小生成树的算法,Prim 算法、Kurskal 算法、消圈算法等等。 正当小 C 洋洋得意之时,小 P 又来泼小 C 冷水了。小 P 说,让小 C 求出一个无向图的次小生成树,而且这个次小生成树还得是严格次小的,也就是说: 如果最小生成树选择的边集是 EM,严格次小生成树选择的边集是 ES,那么需要满足:(value(e) 表示边 e的权值) 这下小 C 蒙了,他找到了你,希望你帮他解决这个问题。
小 C 最近学了很多最小生成树的算法,Prim 算法、Kurskal 算法、消圈算法等等。 正当小 C 洋洋得意之时,小 P 又来泼小 C 冷水了。小 P 说,让小 C 求出一个无向图的次小生成树,而且这个次小生成树还得是严格次小的,也就是说: 如果最小生成树选择的边集是 EM,严格次小生成树选择的边集是 ES,那么需要满足:(value(e) 表示边 e的权值) 这下小 C 蒙了,他找到了你,希望你帮他解决这个问题。
第一行包含两个整数N 和M,表示无向图的点数与边数。 接下来 M行,每行 3个数x y z 表示,点 x 和点y之间有一条边,边的权值为z。
包含一行,仅一个数,表示严格次小生成树的边权和。(数据保证必定存在严格次小生成树)
数据中无向图无自环; 50% 的数据N≤2 000 M≤3 000; 80% 的数据N≤50 000 M≤100 000; 100% 的数据N≤100 000 M≤300 000 ,边权值非负且不超过 10^9 。
题解:首先需要构造出最小生成树(kruskal)算法。然后从不是最小生成树的边中选出一条,如果把这条边加入树中,那么在树中必然形成了一个环,用lca 可以确定出有这条边的两个顶点构成的树链,然后求一下树链的最大值和次大值(在建树的时候用倍增预处理出最大值和次大值)
因为是严格的次小生成树,所以如果新加的边的权值等于删去的边的权值是不合法的,所以我们维护最大值和次大值
当当前边的边权与树链中的最大值相等时,我们用次大值来更新最小增量。那么有没有可能树链中的最大值大于当前边的边权呢?其实不必担心因为这是不可能的,在构建最小生成树时是按权值排序的,如果当前边的边权小于树链中的最大值的话,那么建树时一定会选用当前边,所以我们要求次小生成树,其实就是求最小增量,而这种方式用心感受一下,还是很科学的。
当然这道题貌似也可以用线段树+链剖来做,有想法的可以尝试(貌似代码巨长)
#include<iostream> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #define N 100003 using namespace std; int n,m; struct data { int x,y,v,pd; };data a[3*N]; int father[N],tot,mn; int next[N*2],point[N],v[2*N],c[2*N],deep[N]; int fa[N][20],maxn[N][20],mx[N][20],mi[20]; long long ans=0; int cmp(data x,data y) { return x.v<y.v; } void add(int x,int y,int k) { tot++; next[tot]=point[x]; point[x]=tot; v[tot]=y; c[tot]=k; tot++; next[tot]=point[y]; point[y]=tot; v[tot]=x; c[tot]=k; } int find(int x) { if (father[x]==x) return x; father[x]=find(father[x]); return father[x]; } void dfs(int x,int f,int depth) { deep[x]=depth; for (int i=1;i<=17;i++) { if (deep[x]-mi[i]<0) break; fa[x][i]=fa[fa[x][i-1]][i-1]; maxn[x][i]=max(maxn[x][i-1],maxn[fa[x][i-1]][i-1]); if (maxn[x][i-1]==maxn[fa[x][i-1]][i-1]) mx[x][i]=max(mx[x][i-1],mx[fa[x][i-1]][i-1]); else { int t=min(maxn[x][i-1],maxn[fa[x][i-1]][i-1]); t=max(t,mx[x][i-1]); t=max(t,mx[fa[x][i-1]][i-1]); mx[x][i]=t; } } for (int i=point[x];i;i=next[i]) if (v[i]!=f) { fa[v[i]][0]=x; maxn[v[i]][0]=c[i]; mx[v[i]][0]=-1; dfs(v[i],x,depth+1); } } int lca(int x,int y) { if (deep[x]<deep[y]) swap(x,y); int k=deep[x]-deep[y]; for (int i=0;i<=17;i++) if (k>>i&1) x=fa[x][i]; if (x==y) return x; for (int i=17;i>=0;i--) if (fa[x][i]!=fa[y][i]) x=fa[x][i],y=fa[y][i]; return fa[x][0]; } void solve(int x,int f,int v) { int k=deep[x]-deep[f]; int p1=0,p2=0; for (int i=0;i<=17;i++) if (k>>i&1) { p2=max(p2,mx[x][i]); if (maxn[x][i]>p1) { p2=max(p2,p1); p1=maxn[x][i]; } } if (p1==v) mn=min(mn,v-p2); else mn=min(mn,v-p1); } int main() { scanf("%d%d",&n,&m); for (int i=1;i<=m;i++) scanf("%d%d%d",&a[i].x,&a[i].y,&a[i].v); sort(a+1,a+m+1,cmp); for (int i=1;i<=n;i++) father[i]=i; int num=0; mi[0]=1; for (int i=1;i<=17;i++) mi[i]=mi[i-1]*2; for (int i=1;i<=m;i++) { int r1=find(a[i].x); int r2=find(a[i].y); if (r1!=r2) { father[r2]=r1; ans+=(long long)a[i].v; a[i].pd=1; add(a[i].x,a[i].y,a[i].v); num++; } if (num==n-1) break; } dfs(1,0,1); mn=1e9; for (int i=1;i<=m;i++) if (!a[i].pd) { int t=lca(a[i].x,a[i].y); solve(a[i].x,t,a[i].v); solve(a[i].y,t,a[i].v); } ans+=(long long)mn; printf("%lld\n",ans); }