P10935 銀河 解題報告

Brilliant11001發表於2024-09-01

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這道題很有意思,(看上去像資料結構似的),考察的就是差分約束的掌握熟練程度和 Tarjan 演算法的靈活變通。

首先發現要求最小值,所以跑最長路,並將所有關係都轉化成大於或大於等於

\(x_i\) 表示第 \(i\) 顆恆星的亮度值。

一共有五種關係,分類討論:

第一種操作:\(x_a = x_b\)根據 whk 上經常使用的方法可以轉化為 \(x_a \le x_b\)\(x_a \ge x_b\),所以在 \(a,b\) 間連一條長度為 \(0\) 的無向邊。

第二種操作:\(x_a < x_b\),由於亮度值一定是整數,所以轉化為 \(x_b - x_a \ge 1\),所以從 \(a\)\(b\) 連一條長度為 \(1\) 的有向邊。

第三種操作:\(x_a \ge x_b\),轉化為 \(x_a - x_b\ge 0\),所以從 \(a\)\(b\) 連一條長度為 \(0\) 的有向邊。

第四種操作:\(x_a > x_b\),由於亮度值一定是整數,所以轉化為 \(x_a - x_b \ge 1\),所以從 \(b\)\(a\) 連一條長度為 \(1\) 的有向邊。

第五種操作:\(x_a \le x_b\),轉化為 \(x_a - x_b\le 0\),所以從 \(a\)\(b\) 連一條長度為 \(0\) 的有向邊。

考慮到恆星的亮度最暗是 \(1\),所以建立一個超級源點 \(0\),向每個點連一條長度為 \(1\) 的邊。

最後在 \(0\) 號點跑 spfa 求最長路,累加答案,若出現了正環就說明無解(因為你不能自己大於自己嘛)。

時間複雜度 \(O(nm)\)

不出所料會 TLE,因為我們的 spfa 演算法實在是太快啦

又考慮到邊權只有兩種,\(0\)\(1\),由於出現正環一定無解,所以有解的情況要麼就沒有環,要麼就只有邊權和為 \(0\) 的環,第一種情況可以直接根據拓撲排序遞推,第二種情況邊權和為 \(0\) 的環顯然沒有用,直接用 Tarjan 縮掉,然後也可以根據拓撲排序遞推了。

然後這道題就做完了,時間複雜度 \(O(n + m)\)

\(\texttt{Code:}\)

#include <queue>
#include <cstring>
#include <iostream>

using namespace std;

const int N = 100010, M = 400010; //這裡存邊的陣列要多開一點

int n, m;
int h[N], hc[N], e[M << 1], w[M << 1], ne[M << 1], idx;
int stk[N], top;
int dfn[N], low[N], scc_cnt, id[N], scc_siz[N], tim;
int dist[N];
bool st[N];

void add(int h[], int a, int b, int c) {
	e[idx] = b, w[idx] = c, ne[idx] = h[a], h[a] = idx++;
}

void tarjan(int u) {
    dfn[u] = low[u] = ++tim;
    stk[++top] = u, st[u] = true;
    for(int i = h[u]; ~i; i = ne[i]) {
        int j = e[i];
        if(!dfn[j]) {
            tarjan(j);
            low[u] = min(low[u], low[j]);
        }
        else if(st[j]) low[u] = min(low[u], dfn[j]);
    }
    if(dfn[u] == low[u]) {
        int y;
        scc_cnt++;
        do {
            y = stk[top--], st[y] = false;
            scc_siz[scc_cnt]++;
            id[y] = scc_cnt;
        }while(y != u);
    }
}

int main() {
	memset(h, -1, sizeof h);
    memset(hc, -1, sizeof hc);
	scanf("%d%d", &n, &m);
	int op, a, b;
	for(int i = 1; i <= n; i++) add(h, 0, i, 1);
	for(int i = 1; i <= m; i++) {
		scanf("%d%d%d", &op, &a, &b);
		if(op == 1) add(h, a, b, 0), add(h, b, a, 0);
		else if(op == 2) add(h, a, b, 1);
		else if(op == 3) add(h, b, a, 0);
		else if(op == 4) add(h, b, a, 1);
		else add(h, a, b, 0);
	}
	tarjan(0);//0 號點肯定與所有點聯通
    for(int i = 0; i <= n; i++) {
        for(int j = h[i]; ~j; j = ne[j]) {
            int y = e[j];
            if(id[i] == id[y]) {
                if(w[j] > 0) {
                    puts("-1"); //出現正環即無解
                    return 0;
                }
            }
            else add(hc, id[i], id[y], w[j]);
        }
    }
    //Tarjan 的逆序即是拓撲排序
    for(int i = scc_cnt; i; i--) {
        for(int j = hc[i]; ~j; j = ne[j]) {
            int y = e[j];
            dist[y] = max(dist[y], dist[i] + w[j]);
        }
    }
    long long res = 0;
    for(int i = 1; i <= scc_cnt; i++) res += 1ll * dist[i] * scc_siz[i];
    printf("%lld\n", res);
	return 0;
}

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