经典的顶点度数限制为K的最小生成树。我是靠模版做出来的。这题的详细解法建议看黑书的生成树那章的相关内容。这里引用czyuan神的做法吧,我的模版就是那里来的。。。。。

 

具体步骤:(算法的证明可以参照lrj的《算法艺术和信息学竞赛》)

(我们假定度有限制的结点为V0

1. 求出除去V0,其他每个森林的最小生成树(除去V0后,其他的点不一定都是连通的)。
       2. 在每个森林中找出与V0距离最近的点,并与V0相连(此时即为一棵生成树,这棵生成树的根结点为V0,即在与V0相连时,要修改前驱数组pre[])。

3. 循环 (度数森林数)次,每次找到g[0][i] – max_value[i]最小的i结点,其中max_value[i]ViV0的路径上不与V0相连的边的最大权值。

如果g[0][i] – max_value[i] >= 0说明已经是最优解了,退出。

否则加入g[0][i]这条边,删去ViV0的路径上不与V0相连的最大权值的边。


这里算法的瓶颈在于如何快速快速找到“ViV0的路径上不与V0相连的边的最大权值”。一开始我是用O(kn2)的模拟,即每次从Vi向上找到根结点,求出最大权值。提交上去16ms

Lrj书上说可以用max_value[i]记录ViV0的路径上不与V0相连的边的最大权值,而初始化和维护都只要O(n),想了半天,发现其实就是递推呀。我们可以从Vi向上找到根结点,再用栈反向递推回来,即:

max_value[Stack[i]] = MAX(max_value[Stack[i + 1]], g[Stack[i]][ pre[Stack[i]]]

还可以用数组max_value_v记录最大权值的边的起点。这样每次只要直接比较g[0][i] – max_value[i],找到最小值,然后添加(i, 0)边,并修改ViV[max_value_v[i]]的前驱数组pre[],再,反向递推求出V[max_value_v[i]] V0路径上结点的max_value值。

这样第3步的复杂度就降为O(kn)

 

但可能是程序在输入上用map,处理比较慢,结果还是16ms(……)POJ这题数据太弱了,(n <= 20)

 

 

以下是代码:

 

#include<iostream>
#include<map>
#include<queue>
#include<climits>
#include<fstream>
#include<string>
using namespace std;
const int N=30;
const int inf=1<<29;
struct node
{
	int v,w;
};
struct cmp
{
	bool operator() (const node &a,const node &b)
	{
		return a.w>b.w;
	}
};
int n,m,s;
int num;
int minV0[N];
int total;
int dist[N];
int g[N][N];
bool p[N];
int pre[N];
int max_value[N],max_value_v[N];
priority_queue<node,vector<node>,cmp > Q;
map<string,int> Map;
int ans;

void cal_max_value(int t)
{
	int i,j,k;
	int stack[N];
	int top=-1;
	i=t;
	while(pre[i]!=0 && pre[i]!=-1)
	{
		p[i]=1;
		stack[++top]=i;
		i=pre[i];
	}
	if(top<0) return ;
	j=stack[top];
	max_value[j]=g[j][pre[j]];
	max_value_v[j]=j;
	for(i=top-1;i>=0;i--)
	{
		j=stack[i];
		k=stack[i+1];
		if(max_value[k]>g[i][pre[j]])
		{
			max_value[j]=max_value[k];
			max_value_v[j]=max_value_v[k];
		}
		else
		{
			max_value[j]=g[j][pre[j]];
			max_value_v[j]=j;
		}
	}
}

void solve()
{
	int i,j,k,l;
	int mini,opti_i,opti_maxV;
	for(k=1;k<=num;k++)
	{
		ans+=g[0][minV0[k]];
		j=minV0[k];i=pre[j];
		while(i!=-1)
		{
			l=i;
			i=pre[l];
			pre[l]=j;
			j=l;
		}
		pre[minV0[k]]=0;
	}
	memset(p,0,sizeof(p));
	for(i=1;i<=n;i++)
	{
		if(!p[i])
			cal_max_value(i);
	}
	for(k=1;k<=total-num;k++)
	{
		mini=0;
		for(i=1;i<=n;i++)
		{
			if(pre[i]==0) continue;
			if(g[0][i]-max_value[i]<mini)
			{
				mini=g[0][i]-max_value[i];
				opti_i=i;
				opti_maxV=max_value_v[i];
			}
		}
		if(mini==0) break;
		ans+=mini;
		pre[opti_maxV]=-1;
		j=opti_i;
		i=pre[j];
		while(i!=-1)
		{
			l=i;
			i=pre[l];
			pre[l]=j;
			j=l;
		}
		pre[opti_i]=0;
		cal_max_value(opti_maxV);
	}
}

void prim()
{
	int i,j,k;
	node min,temp;
	while(!Q.empty()) Q.pop();
	dist[s]=0;
	temp.v=s;
	temp.w=0;
	Q.push(temp);
	for(k=1;k<=n;k++)
	{
		while(!Q.empty())
		{
			min=Q.top();
			Q.pop();
			j=min.v;
			if(!p[j])
			{
				p[j]=1;
				if(g[0][j]<g[0][minV0[num]])
				{
					minV0[num]=j;
				}
				for(i=1;i<=n;i++)
				{
					if(i!=j && !p[i] && dist[i]>g[j][i])
					{
						dist[i]=g[j][i];
						pre[i]=j;
						temp.w=dist[i];temp.v=i;
						Q.push(temp);
					}
				}
				break;
			}
		}
	}
}

int main()
{
//	freopen("in.txt","r",stdin);
	int i,j;
	string name1,name2;
	int a,b,w;
	map<string,int>::iterator it;
	Map.clear();
	Map["Park"]=0;
	for(i=0;i<=N-1;i++)
	{
		dist[i]=inf;
		pre[i]=-1;
		for(j=0;j<=N-1;j++)
		{
			g[i][j]=inf;
		}
	}
	n=0;
	cin>>m;
	for(i=1;i<=m;i++)
	{
		cin>>name1>>name2>>w;
		it=Map.find(name1);
		if(it==Map.end())
		{
			n++;
			Map[name1]=n;
		}
		a=Map[name1];
		it=Map.find(name2);
		if(it==Map.end())
		{
			n++;
			Map[name2]=n;
		}
		b=Map[name2];
		if(g[a][b]>w)
		{
			g[a][b]=g[b][a]=w;
		}
	}
	cin>>total;
	memset(p,0,sizeof(p));
	num=0;
	for(i=1;i<=n;i++)
	{
		if(!p[i])
		{
			s=i;
			num++;
			minV0[num]=s;
			prim();
		}
	}
	ans=0;
	for(i=1;i<=n;i++) ans+=dist[i];
	solve();
	printf("Total miles driven: %d/n", ans);
    return 0;
}


版权声明:本文为New_C_YUER原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/New_C_YUER/article/details/6365689