ACM Steps_Chapter Five_Section1

岳宣
2023-12-01

A Bug's Life

/*
在维护并查集的同时维护一个sex数组,记录任一小虫的异性的编号。
例如输入a,b
如果小虫a的异性为空,那么sex[a]=b;
若不为空,那么就将b和小虫的异性并起来,union(b,sex[a])
因为b虫必然和小虫a的异性在一个集合里。

在每次输入两个虫的编号的时候,只用查是否在同一集合即可。
*/
#include <iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;
const int MAXN=100005;
int pa[MAXN],sex[MAXN];
int find_set(int a){
    if(a!=pa[a]){;
        return pa[a]=find_set(pa[a]);
    }
    return a;
}
int union_set(int a,int b){
    a=find_set(a);
    b=find_set(b);
    if(a==b) return 0;
    else{
        pa[b]=a;
        return 1;
    }
}
int main(){
    int T,n,m,k,a,b,apple=1;
    scanf("%d",&T);
    while(T--){
        k=1;
        scanf("%d%d",&n,&m);
        for(int i=1;i<=n;i++) pa[i]=i;
        memset(sex,0,sizeof(sex));
        for(int i=0;i<m;i++){
            scanf("%d%d",&a,&b);
            if(k){
                a=find_set(a);
                b=find_set(b);
                if(a==b) k=0;
                if(sex[a]==0) sex[a]=b;
                else union_set(sex[a],b);
                if(sex[b]==0) sex[b]=a;
                else union_set(sex[b],a);
            }
        }
        printf("Scenario #%d:\n",apple++);
        if(k) printf("No suspicious bugs found!\n\n");
        else printf("Suspicious bugs found!\n\n");
    }
    return 0;
}

Is It A Tree?

/*
这道题跟小希的迷宫有很大的相似吧,只是一个是无向图一个是有向图。
也是给你那些结点之间的信息,然后让你判断是不是一颗树罢了,用树的定义来 判断吧,
无环,n个结点最多有n-1条边,不然就会有环。只有一个入度为0的结点,不存在入度大于1的结点。
这些也足以判断是否为一棵树了吧。不过要注意 一些特殊数据的情况,空树也是树。比如输入0 0。

解决方法:

  其实也可以不用并查集,这样就可以直接按照上面的条件来统计,就可以判断是不是一颗树了。

自我感言:额,这道题目关键就是判断树的那几个标准,1,无环;2,除了根,所有的入度为1,
根入度为0;3,这个结构只有一个根,不然是森林了。

这是三个标准拿捏好,再注意这里空树也是树。基本上就ok了。。

坑爹的是下边的代码可以在hdu上通过,而不能在poj上通过。。。。。
看了discuss才知道 1 1 0 0 不能是树。

下面几种情况要注意了。。。。

1: 0 0 空树是一棵树
2: 1 1 0 0 不是树 不能自己指向自己
3: 1 2 1 2 0 0 不是树....自己开始一直在这么WA  好郁闷 重复都不行呀~~5555
4: 1 2 2 3 4 5 不是树  森林不算是树(主要是注意自己)
5: 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1  注意 一个节点在指向自己的父亲或祖先 都是错误的 
即 9-->1 错
6: 1 2 2 1 0 0 也是错误的
这样基本上就可以在poj上通过了,poj(1038)题
*/

#include <stdio.h>

const int max_num = 100000+10;
typedef struct
{
    int num,root,conn;//数据、根、入度
}Node;

Node node[max_num];

void init()
{
    for(int i = 0; i < max_num; i++)
    {
        node[i].conn = 0;//入度初始化为0
        node[i].root= i;//根记录为自身
        node[i].num=0;//标记数字是否被使用过,0:没有被使用过,1:使用过了
    }
}

int find_root(int a)
{
    if(node[a].root!=a)
        return node[a].root = find_root(node[a].root);
    return node[a].root;
}

void union_set(int a,int b)
{
    a = find_root(a);
    b = find_root(b);
    if(a==b)//同一个根,说明是在同一个树下
    return;
    node[b].root=a;//把b的根赋为a的根,此时a已经是根,num==root
}

int main()
{
    int n,m;
    int i = 1;
    bool flag=true;//true:是个树,false:不是树
    init();
    while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF&&n>=0&&m>=0)
    {
        if(!flag&&n!=0&&n!=0)continue;//已经确定不是树了,就继续循环
        if(n==0&&m==0)
        {
            int root_num=0;
            for(int j = 1; j < max_num;j++)
            {
                //判断是否为森林,如果,root_num用来记录根的数目
                if(node[j].num && find_root(j)==j)
                root_num++;
                if(node[j].conn>1)//如果出现某个节点的入度超过1,不是树
                {
                    flag = false;
                    break;
                }
            }
            if(root_num>1)//连通分支大于1,是森林不是树
                flag=false;
            if(flag)
            printf("Case %d is a tree.\n",i++);
            else printf("Case %d is not a tree.\n",i++);
            flag = true;
            init();
            continue;
        }
        if(m!=n&&find_root(n)==find_root(m))
        flag = false;
        else
        {
            //将m,n,记录为节点
            node[m].num = 1;
            node[n].num = 1;
            node[m].conn++;//入度增加一
            union_set(n,m);
        }
    }
    return 0;
}

Segment set

/*
判断线段相交, 如果有两条线段不相交,但又另外一条线段与这两条线段相交,
 则这三条线段两两相交。
*/
#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include<string.h>
using namespace std;

const double eps = 1e-12;
const int size = 1000;

struct point
{
    double x, y;
};

struct seg
{
    point a, b;
} S[size + 20];

double multi (  point p1, point p2,point p0)
{
    return (p1.x - p0.x) * (p2.y - p0.y) - (p2.x - p0.x) * (p1.y - p0.y);
}

bool isIntersected(point s1, point e1, point s2, point e2)
{
    if(
        (max(s1.x, e1.x) >= min(s2.x, e2.x)) &&
        (max(s2.x, e2.x) >= min(s1.x, e1.x)) &&
        (max(s1.y, e1.y) >= min(s2.y, e2.y)) &&
        (max(s2.y, e2.y) >= min(s1.y, e1.y)) &&
        (multi(s2, e1, s1) * multi(e1, e2, s1) >= -eps) &&
        (multi(s1, e2, s2) * multi(e2, e1, s2) >= -eps)
    )  return true;

    return false;
}

int father[size + 10], n, rank[size + 10];


int Find_Set(int x)
{
    if (x != father[x])
    {
        father[x] = Find_Set(father[x]);
    }
    return father[x];
}

void Union(int x, int y)
{
    x = Find_Set(x);
    y = Find_Set(y);
    if (x != y)
    {
        father[x] = y;
    }
}

int main()
{
    int  t;
    char ST[2];
    scanf("%d", &t);
    int tt = t;
    while (t --)
    {
        if (t != tt - 1)printf("\n");
        scanf("%d", &n);
        int j = 0;
        for (int i = 0; i < n; i ++)
        {
            scanf("%s", ST);
            if (ST[0] == 'P')
            {
                scanf("%lf%lf%lf%lf", &S[j].a.x, &S[j].a.y, &S[j].b.x, &S[j].b.y);
                father[j] = j;
                for (int k = 0; k < j; k ++)
                {
                    if (isIntersected(S[j].a, S[j].b, S[k].a, S[k].b))
                    {
                        Union (j, k);
                    }
                }
                j ++;
            }
            else if (ST[0] == 'Q')
            {
                int s, sum = 0;
                scanf("%d", &s);
                for (int k = 0; k < j; k ++)
                    if (Find_Set(s - 1) == Find_Set(k))sum ++;
                printf("%d\n", sum);
            }
        }

    }
    return 0;
}

find the most comfortable road

/*
主要运用了并查集,和贪心,先把所有公路的速度,由小到大排序,然后一条一条的取,
最后所有公路差的最大值就是结果。
*/
#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

const int maxn = 205;
const int maxm = 1005;
const int inf = (0x7f7f7f7f);
#define min(a,b)    ((a)<(b)?(a):(b))

int n, m, s, t;
int ans;
int fa[maxn];
struct Edge
{
    int s, e, speed;
}edge[maxm];

int cmp(Edge a, Edge b)
{
    return a.speed < b.speed;
}

int find(int x)
{
    while (fa[x] != x) x = fa[x];
    return x;
}

int main()
{
    while (scanf("%d %d", &n, &m) != EOF)
    {
        int i, j;
        for (i=0; i<m; i++)
        {
            scanf("%d %d %d", &edge[i].s, &edge[i].e, &edge[i].speed);
        }
        sort(edge, edge+m, cmp);
        int q;
        scanf("%d", &q);
        while (q--)
        {
            scanf("%d %d", &s, &t);
            int min = inf;
            for (i=0; i<m; i++)    //枚举
            {
                for (j=1; j<=n; j++) fa[j] = j;
                for (j=i; j<m; j++)
                {
                    int fx = find(edge[j].s);
                    int fy = find(edge[j].e);
                    if (fx != fy) fa[fx] = fy;
                    if (find(s) == find(t))
                    {
                        min = min(min, edge[j].speed - edge[i].speed);
                        break;
                    }
                }
            }
            if (min == inf) puts("-1");
            else printf("%d\n", min);
        }
    }
    return 0;
}

Code Lock

/*
用并查集和二分求26^x
*/
#include <iostream>
using namespace std;
#define MAX 10000010

int root[MAX];
#define MOD 1000000007


int find(int x)
{
    if(root[x]!=x)
    {
        root[x]=find(root[x]);
    }
    return root[x];
}
    
    
long long binary(int x)
{
     if(x==0)return 1;
     long long a=binary(x/2);//a need to be long long
     a=a*a%MOD;
     if(x%2==1)a=a*26%MOD;
     return a;
}
     

bool merge(int l,int r)
{
     int fl=find(l);
     int fr=find(r);
     if(fl==fr)
         return false;
     else
     {
         root[fr]=fl;
         return true;
     }
}

int main()
{
     int n,m;
     long long ans;
     while(cin>>n>>m)
     {
         int i;
         for(i=0;i<=n;i++)
         {
             root[i]=i;
         }
         int x=0;
         while(m--)
         {
             int l,r;
             cin>>l>>r;
             l--; 
             if(merge(l,r))
                 x++;
            
         }
         ans=binary(n-x);
         cout<<ans<<endl;
     }
     system("pause");
     return 0;
}

Dragon Balls

/*
想到了并查集就是暴虐了。
主要是记录移动次数,其实每个根结点都是最多移动一次的,
所以记录移动次数把自己的加上父亲结点的就是移动总数了
*/
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int MAXN=10010;
int F[MAXN];
int num[MAXN];
int move[MAXN];

int n;

void init()
{
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        F[i]=-1;
        num[i]=1;
        move[i]=0;
    }
}

int find(int x)
{
    if(F[x]==-1)return x;
    int t=F[x];
    F[x]=find(F[x]);
    move[x]+=move[t];
    return F[x];
}

void bing(int a,int b)
{
    int t1=find(a);
    int t2=find(b);
    if(t1!=t2)
    {
        F[t1]=t2;
        num[t2]+=num[t1];
        move[t1]=1;
    }
}

int main()
{
   // freopen("in.txt","r",stdin);
   // freopen("out.txt","w",stdout);
    int m;
    int T;
    char str[10];
    int a,b;
    int iCase=0;
    scanf("%d",&T);
    while(T--)
    {
        iCase++;
        scanf("%d%d",&n,&m);
        init();
        printf("Case %d:\n",iCase);
        while(m--)
        {
            scanf("%s",&str);
            if(str[0]=='T')
            {
                scanf("%d%d",&a,&b);
                bing(a,b);
            }
            else
            {
                scanf("%d",&a);
                int t=find(a);
                printf("%d %d %d\n",t,num[t],move[a]);
            }
        }
    }
    return 0;
}

Virtual Friends

/*
题意:给你两个人,他们刚成为朋友,问在这两个人的社交圈里有多少个朋友?
提示:朋友的朋友也是你的朋友。
分析:用字典树解决,注意下面这组数据:
1
6
Fred Barney
Barney Betty
Betty Wilma
AAAAA BBBBB
AAAA  BBBBB
AAAA Fred
输出结果应是:
2
3
4
2
3
7
*/
#include<iostream>
#include<string>
#include<map>
using namespace std;
#define MAX 100005
int father[MAX],sum[MAX];
int total;
map<string,int>A;//用map来处理人名与数字下标之间的对应关系

int find_set(int x)
{
    if(x!=father[x])
        father[x]=find_set(father[x]);
    return father[x];
}
void union_set(int x,int y)
{
    x=find_set(x);
    y=find_set(y);
    if(x!=y)
    {
        father[x]=y;
        sum[y]+=sum[x];
    }
}

int main()
{
    int t,n;
    string a,b;
    while(scanf("%d",&t)!=EOF)
    {           
        while(t--)
        {        
            total=0;
            A.clear();          
            scanf("%d",&n);
            while(n--)
            {
                cin>>a>>b;
                if(A.find(a)==A.end())  
                {  
                    total++;  
                    A[a]=total;  
                    father[total]=total;  
                    sum[total]=1;  
                    
                }  
                if(A.find(b)==A.end())  
                {  
                    total++;  
                    A[b]=total;  
                    father[total]=total;  
                    sum[total]=1;  
                }  
                union_set(A[a],A[b]);
                int ans=find_set(A[b]);
                printf("%d\n",sum[ans]);
            }        
        }        
    }
    return 0;
}

How Many Answers Are Wrong

/*
这题大意是给出多个区间的和,判断数据矛盾的区间有几个,比方说【1,5】 = 10 ,
【6.10】 = 10, 【1, 10】 = 30,这明显第三个与前面两个矛盾。
 
并查集的题,用sum[i]记录1到i的和,则输入的时候左端点a, 跟右端点b,
就可以看作是两个独立的数据
sum[a], sum[b]表示 1到a, 1到b的和。如果a, b有相同的跟i, 即存在[i, a]与[i, b],
只需判断[b, i] - [a, i] 是否等于 c 即可。
*/
#include<stdio.h> 
 
 
int n, m, data, ans; 
int root[200001]; 
int sum[200001]; 
 
 
int find( int x) 
{ 
    int t; 
    if( x == root[x]) 
        return root[x]; 
    t = root[x]; 
    root[x] = find( root[x]); 
 
    sum[x] += sum[t]; //回溯的过程中计算sum[x]到根的大小
    return root[x]; 
} 
 
 
int merge(int x, int y) 
{ 
    int a, b; 
    a = find(x); 
    b = find(y); 
 
    if( a == b) 
    { 
        if( sum[y] != sum[x] + data) 
            ans++; 
        return 0; 
    } 
 
    if( a > b) 
    { 
        sum[a] = sum[y] - sum[x] - data; 
        root[a] = b; 
    } 
    else 
    { 
        sum[b] = sum[x] + data - sum[y]; 
        root[b] = a; 
    } 
    return 0; 
} 
 
 
 
void init() 
{ 
    int i; 
    for( i = 0 ; i <= n ; i++) 
    { 
        root[i] = i; 
        sum[i] = 0; 
    } 
} 
 
int main() 
{ 
    int i, j, star, end; 
    while(scanf("%d%d", &n, &m) != EOF) 
    { 
 
        ans = 0; 
 
        init(); 
 
        for(i = 0 ; i < m ; i++) 
        { 
            scanf("%d%d%d", &star, &end, &data); 
            merge(star - 1, end); 
        } 
 
        printf("%d\n", ans); 
    } 
    return 0; 
} 


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