吝啬的国度

来源:互联网 发布:java 应用系统 界面 编辑:程序博客网 时间:2024/04/28 07:32

吝啬的国度

时间限制:1000 ms  |  内存限制:65535 KB
难度:3
描述
在一个吝啬的国度里有N个城市,这N个城市间只有N-1条路把这个N个城市连接起来。现在,Tom在第S号城市,他有张该国地图,他想知道如果自己要去参观第T号城市,必须经过的前一个城市是几号城市(假设你不走重复的路)。
输入
第一行输入一个整数M表示测试数据共有M(1<=M<=5)组
每组测试数据的第一行输入一个正整数N(1<=N<=100000)和一个正整数S(1<=S<=100000),N表示城市的总个数,S表示参观者所在城市的编号
随后的N-1行,每行有两个正整数a,b(1<=a,b<=N),表示第a号城市和第b号城市之间有一条路连通。
输出
每组测试数据输N个正整数,其中,第i个数表示从S走到i号城市,必须要经过的上一个城市的编号。(其中i=S时,请输出-1)
样例输入
110 11 91 88 1010 38 61 210 49 53 7
样例输出
-1 1 10 10 9 8 3 1 1 8

很明显,这个些城市和道路构成了一个极小连通子图,也就是生成树。而出发的城市S就相当于这棵树的树根,一种较易想到的解法就是从出发城市开始,对整个地图进行深度搜索,过程中记录下前一个城市的编号,如下,采用邻接表存储地图:

[cpp] view plaincopyprint?
  1. #include <stdio.h>  
  2.   
  3. struct node  
  4. {  
  5.     int num;  
  6.     node *next;  
  7. };  
  8.   
  9. struct data_type  
  10. {  
  11.     int priorCity;  
  12.     node *linkedCity;  
  13. }map[100005];  
  14.   
  15. void MyDelete(int cityNum)  
  16. {  
  17.     int i;  
  18.     node *p, *q;  
  19.     for (i = 1; i <= cityNum; i++)  
  20.     {  
  21.         p = map[i].linkedCity;  
  22.         while (p != NULL)  
  23.         {  
  24.             q = p->next;  
  25.             delete p;  
  26.             p = q;  
  27.         }  
  28.     }  
  29. }  
  30.   
  31. void Travel(int currentCity, int priorCity)  
  32. {  
  33.     map[currentCity].priorCity = priorCity;  
  34.     node *linkedCity = map[currentCity].linkedCity;  
  35.     while (linkedCity != NULL)  
  36.     {  
  37.         if (map[linkedCity->num].priorCity == 0)  
  38.         {  
  39.             Travel(linkedCity->num, currentCity);  
  40.         }  
  41.         linkedCity = linkedCity->next;  
  42.     }  
  43. }  
  44.   
  45. int main()  
  46. {  
  47.     int i, testNum, cityNum, startCity, cityA, cityB;  
  48.     node *p;  
  49.     scanf("%d", &testNum);  
  50.     while (testNum-- != 0)  
  51.     {  
  52.         scanf("%d%d", &cityNum, &startCity);  
  53.         for (i = 0; i <= cityNum; i++)  
  54.         {  
  55.             map[i].priorCity = 0;  
  56.             map[i].linkedCity = NULL;  
  57.         }  
  58.         for (i = 1; i < cityNum; i++)  
  59.         {  
  60.             scanf("%d%d", &cityA, &cityB);  
  61.             p = new node;  
  62.             p->num = cityB;  
  63.             p->next = map[cityA].linkedCity;  
  64.             map[cityA].linkedCity = p;  
  65.             p = new node;  
  66.             p->num = cityA;  
  67.             p->next = map[cityB].linkedCity;  
  68.             map[cityB].linkedCity = p;  
  69.         }  
  70.         Travel(startCity, -1);  
  71.         for (i = 1; i < cityNum; i++)  
  72.         {  
  73.             printf("%d ", map[i].priorCity);  
  74.         }  
  75.         printf("%d\n", map[i].priorCity);  
  76.         MyDelete(cityNum);  
  77.     }  
  78.     return 0;  
  79. }  

上面的地图相当于一个无向图,而在深度搜索时,需要的只是一个以出发城市为中心,向四周辐射的有向图。改进算法是在输入数据的同时,就进行搜索地图,因为数据输入未完成,所以输入时得到的是一个子图,这个子图分两种情况,一种是子图中包含出发城市,子图是一个有向图,所以可以根据输入的两个城市哪一个离出发城市更近,确定结果;另一种子图中不包含出发城市,此时,无法确定哪个城市离出发城市更近,所以先用邻接表将这个无向子图存储起来,等到它与出发城市相连时,在对这个子图进行深度搜索。


例如输入的测试数据为:
10 1
8 10
10 3
3 7
10 4
1 9
1 8
8 6
1 2
9 5
则首先得到一个不包含出发城市的子图:

在输入数据1  8时之后,上面的子图与出发城市相连,图中红色方块代表出发城市,虚线箭头代表并未在邻接表中建立此联系:


[cpp] view plaincopyprint?
  1. #include <stdio.h>  
  2.   
  3. struct node  
  4. {  
  5.     int num;  
  6.     node *next;  
  7. };  
  8.   
  9. struct data_type  
  10. {  
  11.     int priorCity;  
  12.     bool start;  
  13.     node *linkedCity;  
  14. }map[100005];  
  15.   
  16. void InitMap(int cityNum, int startCity)  
  17. {  
  18.     int i;  
  19.     for (i = 0; i <= cityNum; i++)  
  20.     {  
  21.         map[i].priorCity = 0;  
  22.         map[i].start = false;  
  23.         map[i].linkedCity = NULL;  
  24.     }  
  25.     map[startCity].start = true;  
  26.     map[startCity].priorCity = -1;  
  27. }  
  28.   
  29. void MyDelete(int cityNum)  
  30. {  
  31.     int i;  
  32.     node *p, *q;  
  33.     for (i = 1; i <= cityNum; i++)  
  34.     {  
  35.         p = map[i].linkedCity;  
  36.         while (p != NULL)  
  37.         {  
  38.             q = p->next;  
  39.             delete p;  
  40.             p = q;  
  41.         }  
  42.     }  
  43. }  
  44.   
  45. void Travel(int currentCity, int priorCity)  
  46. {  
  47.     map[currentCity].priorCity = priorCity;  
  48.     map[currentCity].start = true;  
  49.     node *linkedCity = map[currentCity].linkedCity;  
  50.     while (linkedCity != NULL)  
  51.     {  
  52.         if (map[linkedCity->num].priorCity == 0)  
  53.         {  
  54.             Travel(linkedCity->num, currentCity);  
  55.         }  
  56.         linkedCity = linkedCity->next;  
  57.     }  
  58. }  
  59.   
  60. int main()  
  61. {  
  62.     int i, testNum, cityNum, startCity, cityA, cityB;  
  63.     node *p;  
  64.     scanf("%d", &testNum);  
  65.     while (testNum-- != 0)  
  66.     {  
  67.         scanf("%d%d", &cityNum, &startCity);  
  68.         InitMap(cityNum, startCity);  
  69.         for (i = 1; i < cityNum; i++)  
  70.         {  
  71.             scanf("%d%d", &cityA, &cityB);  
  72.             if (map[cityA].start)  
  73.             {  
  74.                 if (map[cityB].linkedCity != NULL)  
  75.                 {  
  76.                     Travel(cityB, cityA);  
  77.                 }  
  78.                 else  
  79.                 {  
  80.                     map[cityB].priorCity = cityA;  
  81.                     map[cityB].start = true;  
  82.                 }  
  83.             }  
  84.             else if (map[cityB].start)  
  85.             {  
  86.                   
  87.                 if (map[cityA].linkedCity != NULL)  
  88.                 {  
  89.                     Travel(cityA, cityB);  
  90.                 }  
  91.                 else  
  92.                 {  
  93.                     map[cityA].priorCity = cityB;  
  94.                     map[cityA].start = true;  
  95.                 }  
  96.             }  
  97.             else  
  98.             {  
  99.                 p = new node;  
  100.                 p->num = cityB;  
  101.                 p->next = map[cityA].linkedCity;  
  102.                 map[cityA].linkedCity = p;  
  103.                 p = new node;  
  104.                 p->num = cityA;  
  105.                 p->next = map[cityB].linkedCity;  
  106.                 map[cityB].linkedCity = p;  
  107.             }  
  108.         }  
  109.         for (i = 1; i < cityNum; i++)  
  110.         {  
  111.             printf("%d ", map[i].priorCity);  
  112.         }  
  113.         printf("%d\n", map[i].priorCity);  
  114.         MyDelete(cityNum);  
  115.     }  
  116.     return 0;  
  117. }  

深度搜索时采用非递归函数:

[cpp] view plaincopyprint?
  1. struct  
  2. {  
  3.     int currentNum;  
  4.     int priorNum;  
  5. }stack[100005], *base = NULL, *top = NULL;  
  6.   
  7. void Travel(int currentCity, int priorCity)  
  8. {  
  9.     node *linkedCity = NULL;  
  10.     base = top = stack;  
  11.     top->currentNum = currentCity;  
  12.     top->priorNum = priorCity;  
  13.     top++;  
  14.     while (base != top)  
  15.     {  
  16.         currentCity = (--top)->currentNum;  
  17.         priorCity = top->priorNum;  
  18.         map[currentCity].priorCity = priorCity;  
  19.         map[currentCity].start = true;  
  20.         linkedCity = map[currentCity].linkedCity;  
  21.         while (linkedCity != NULL)  
  22.         {  
  23.             if (map[linkedCity->num].priorCity == 0)  
  24.             {  
  25.                 top->currentNum = linkedCity->num;  
  26.                 top->priorNum = currentCity;  
  27.                 top++;  
  28.             }  
  29.             linkedCity = linkedCity->next;  
  30.         }  
  31.     }  

  32. 题目中要求从起始城市出发,输出经过每个城市时,之前的那个城市的编号。这样,相邻两个城市之间的关系实质上已经表示出来了,也就是说,存放之前城市编号的那个数组,存储了一个有向图,如下图所示:
    输入的测试数据为:
    10 1
    8 10
    10 3
    3 7
    10 4
    1 9
    1 8
    8 6
    1 2
    9 5

    红色箭头建立的的图,即为数组中存放之前城市编号所建立的有向图。
    按照这种思路建立有向图,需要解决箭头方向的问题,即确定哪个城市离出发城市更近。这里有两种方法:
    (一),建图的过程中,不管箭头方向,在整个图建立完成之后,从出发城市开始调整箭头方向。
    (二),建图的过程中,根据出发城市的位置调整箭头方向,整个图建立完成时,也就是一个正确的有向图。

    思路(一)也就是高人的思路,代码如下:
    [cpp] view plaincopyprint?
    1. #include <stdio.h>  
    2. #include <memory.h>  
    3.   
    4. int map[100005];  
    5.   
    6. void Adjust(int currentCity)  
    7. {  
    8.     int priorCity = map[currentCity];  
    9.     if (priorCity != 0)  
    10.     {  
    11.         Adjust(priorCity);  
    12.         map[priorCity] = currentCity;  
    13.     }  
    14. }  
    15.   
    16. int main()  
    17. {  
    18.     int i, testNum, cityNum, startCity, cityA, cityB;  
    19.     scanf("%d", &testNum);  
    20.     while (testNum-- != 0)  
    21.     {  
    22.         scanf("%d%d", &cityNum, &startCity);  
    23.         memset(map, 0, sizeof(int)*cityNum + 1);  
    24.         for (i = 1; i < cityNum; i++)  
    25.         {  
    26.             scanf("%d%d", &cityA, &cityB);  
    27.             if (map[cityB] == 0)  
    28.             {  
    29.                 map[cityB] = cityA;  
    30.             }  
    31.             else  
    32.             {  
    33.                 Adjust(cityA);  
    34.                 map[cityA] = cityB;  
    35.             }  
    36.         }  
    37.         Adjust(startCity);  
    38.         map[startCity] = - 1;  
    39.         for (i = 1; i < cityNum; i++)  
    40.         {  
    41.             printf("%d ", map[i]);  
    42.         }  
    43.         printf("%d\n", map[i]);  
    44.     }  
    45.     return 0;  
    46. }  

    思路(二)是我自己的,因为我发现不考虑方向建立图时,会出现方向的多次调整,影响效率,所以我就想在建立图的过程中就考虑方向,代码如下:
    [cpp] view plaincopyprint?
    1. #include <stdio.h>  
    2. #include <memory.h>  
    3.   
    4. int map[100005];  
    5. bool flag[100005];  
    6.   
    7. void AdjustIncludeStart(int currentCity)  
    8. {  
    9.     int priorCity = map[currentCity];  
    10.     if (priorCity != 0)  
    11.     {  
    12.         AdjustIncludeStart(priorCity);  
    13.         map[priorCity] = currentCity;  
    14.         flag[priorCity] = true;  
    15.     }  
    16. }  
    17.   
    18. void AdjustExcludeStart(int currentCity)  
    19. {  
    20.     int priorCity = map[currentCity];  
    21.     if (priorCity != 0)  
    22.     {  
    23.         AdjustExcludeStart(priorCity);  
    24.         map[priorCity] = currentCity;  
    25.     }  
    26. }  
    27.   
    28. int main()  
    29. {  
    30.     int i, testNum, cityNum, startCity, cityA, cityB;  
    31.     scanf("%d", &testNum);  
    32.     while (testNum-- != 0)  
    33.     {  
    34.         scanf("%d%d", &cityNum, &startCity);  
    35.         memset(map, 0, sizeof(int)*cityNum + 1);  
    36.         memset(flag, falsesizeof(bool)*cityNum + 1);  
    37.         map[startCity] = - 1;  
    38.         flag[startCity] = true;  
    39.         for (i = 1; i < cityNum; i++)  
    40.         {  
    41.             scanf("%d%d", &cityA, &cityB);  
    42.             if (flag[cityA])  
    43.             {  
    44.                 if (map[cityB] != 0)  
    45.                 {  
    46.                     AdjustIncludeStart(cityB);  
    47.                 }  
    48.                 map[cityB] = cityA;  
    49.                 flag[cityB] = true;  
    50.             }  
    51.             else if (flag[cityB])  
    52.             {  
    53.                 if (map[cityA] != 0)  
    54.                 {  
    55.                     AdjustIncludeStart(cityA);  
    56.                 }  
    57.                 map[cityA] = cityB;  
    58.                 flag[cityA] = true;  
    59.             }  
    60.             else  
    61.             {  
    62.                 if (map[cityB] == 0)  
    63.                 {  
    64.                     map[cityB] = cityA;  
    65.                 }  
    66.                 else  
    67.                 {  
    68.                     AdjustExcludeStart(cityA);  
    69.                     map[cityA] = cityB;  
    70.                 }  
    71.             }  
    72.         }  
    73.         for (i = 1; i < cityNum; i++)  
    74.         {  
    75.             printf("%d ", map[i]);  
    76.         }  
    77.         printf("%d\n", map[i]);  
    78.     }  
    79.     return 0;  


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