[ACM] POJ 1094 Sorting It All Out （拓扑排序）

Sorting It All Out

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Description

An ascending sorted sequence of distinct values is one in which some form of a less-than operator is used to order the elements from smallest to largest. For example, the sorted sequence A, B, C, D implies that A < B, B < C and C < D. in this problem, we will give you a set of relations of the form A < B and ask you to determine whether a sorted order has been specified or not.

Input

Input consists of multiple problem instances. Each instance starts with a line containing two positive integers n and m. the first value indicated the number of objects to sort, where 2 <= n <= 26. The objects to be sorted will be the first n characters of the uppercase alphabet. The second value m indicates the number of relations of the form A < B which will be given in this problem instance. Next will be m lines, each containing one such relation consisting of three characters: an uppercase letter, the character "<" and a second uppercase letter. No letter will be outside the range of the first n letters of the alphabet. Values of n = m = 0 indicate end of input.

Output

For each problem instance, output consists of one line. This line should be one of the following three: 

Sorted sequence determined after xxx relations: yyy...y. 
Sorted sequence cannot be determined. 
Inconsistency found after xxx relations. 

where xxx is the number of relations processed at the time either a sorted sequence is determined or an inconsistency is found, whichever comes first, and yyy...y is the sorted, ascending sequence. 

Sample Input

4 6A<BA<CB<CC<DB<DA<B3 2A<BB<A26 1A<Z0 0

Sample Output

Sorted sequence determined after 4 relations: ABCD.Inconsistency found after 2 relations.Sorted sequence cannot be determined.

Source

East Central North America 2001

解题思路：

拓扑排序的应用。参考http://www.cnblogs.com/pushing-my-way/archive/2012/08/23/2652033.html做的。

本题需要注意的问题很多，有点“坑”。下面是从上面博文中转的，（）里面的内容是我自己加的。

题意：给你一些大写字母间的偏序关系，然后让你判断能否唯一确定它们之间的关系，或者所给关系是矛盾的，或者到最后也不能确定它们之间的关系。

分析：

用拓扑排序：

1.拓扑排序可以用栈来实现，每次入栈的是入度为0的节点（也可以用队列，或者不使用队列和栈,循环n次，找入度为0的点）。

1.拓扑排序的结果一般分为三种情况：1、可以判断（拓扑排序有唯一的结果） 2、有环出现了矛盾(出现了没有入度为0的节点） 3、条件不足，不能判断.

2.这道题不仅需要判断这三种情况，而且还要判断在处理第几个关系时出现前两种情况，对于本道题来说三种情况是有优先级的。前两种情况是平等的谁先出现先输出谁的相应结果，对于第三种情况是在前两种情况下都没有的前提下输出相应结果的.

网上对于这道题的错误提示（需要注意）：

1.本题顺序：

a.先判有没有环，有环就直接输出不能确定；

b.如果没有环，那么就看会不会有多种情况，如果有多种情况就再读下一行；如果全部行读完还是有多种情况，就是确定不了；

c.如果最后没有环，也不存在多种情况（即每次取出来入度为零的点只有一个），那么才是答案；

2.有答案就先出答案，不管后面的会不会矛盾什么的；

3.如果在没有读完所有输入就能出答案，一定要把剩下的行都读完。

代码：

#include <iostream>#include <algorithm>#include <string.h>#include <stack>#include <queue>using namespace std;int indegree[30];//保存入度int graph[30][30];//是否有边char output[30];//输出可确定序列bool ok;//可以被确定bool dilemma;//有环，矛盾bool no;//不能被确定char c1,c,c2;//输入int topo(int n){    int in[30];    for(int i=0;i<n;i++)        in[i]=indegree[i];//使用备用数组进行拓扑排序    stack<int>s;//入度为0的点进栈    for(int i=0;i<n;i++)        if(!in[i])        s.push(i);    bool flag=0;//栈里面入度为0的元素大于一个时，不确定的拓扑排序    int cnt=0;//入度为0的元素个数，也是输出序列里面的个数    while(!s.empty())    {        if((s.size())>1)            flag=1;//不确定        int first=s.top();        s.pop();        output[cnt++]=first+'A';//放入输出序列里面        for(int i=0;i<n;i++)            if(graph[first][i])//与入度为0的元素相连的元素        {            in[i]--;            if(in[i]==0)                s.push(i);//入栈        }    }    if(cnt!=n)//如果没有环的话，序列里面的元素个数肯定等于输入的元素个数，就算在某个元素未输入之前，它的入度也初始化为0        return 2;//有环    else if(flag==1)//不确定的拓扑排序        return -1;    return 1;}int main(){    int n,m;    while(cin>>n>>m&&(n||m))    {        ok=0;dilemma=0;no=0;        memset(indegree,0,sizeof(indegree));        memset(graph,0,sizeof(graph));        for(int i=1;i<=m;i++)        {            cin>>c1>>c>>c2;//当出现矛盾或者通过一些条件可被确定序列，剩下的输入条件就不需要再处理了            if(!ok&&!dilemma)//没有环，没有确定的拓扑排序，这里的拓扑排序必须输入的字母都有。比如输入ABCD  那么只有AB不是确定的            {                int t1=c1-'A';                int t2=c2-'A';                if(graph[t2][t1])//双向边，有环，出现矛盾                {                    cout<<"Inconsistency found after "<<i<<" relations."<<endl;                    dilemma=1;//出现矛盾                    continue;                }                if(!graph[t1][t2])                {                    graph[t1][t2]=1;                    indegree[t2]++;//入度++                }                int ans=topo(n);//确定返回1，有环返回2                if(ans==2)                {                    cout<<"Inconsistency found after "<<i<<" relations."<<endl;                    dilemma=1;                    continue;                }                if(ans==1)                {                    cout<<"Sorted sequence determined after "<<i<<" relations: ";                    for(int k=0;k<n;k++)                        cout<<output[k];                    cout<<"."<<endl;                    ok=1;                }            }        }        if(!ok&&!dilemma)            cout<<"Sorted sequence cannot be determined."<<endl;    }    return 0;}