POJ1182 食物链(带权并查集,非常经典)

    xiaoxiao2021-03-25  119

    题目:

    食物链 Time Limit: 1000MS Memory Limit: 10000KTotal Submissions: 68507 Accepted: 20246

    Description

    动物王国中有三类动物A,B,C,这三类动物的食物链构成了有趣的环形。A吃B, B吃C,C吃A。  现有N个动物,以1-N编号。每个动物都是A,B,C中的一种,但是我们并不知道它到底是哪一种。  有人用两种说法对这N个动物所构成的食物链关系进行描述:  第一种说法是"1 X Y",表示X和Y是同类。  第二种说法是"2 X Y",表示X吃Y。  此人对N个动物,用上述两种说法,一句接一句地说出K句话,这K句话有的是真的,有的是假的。当一句话满足下列三条之一时,这句话就是假话,否则就是真话。  1) 当前的话与前面的某些真的话冲突,就是假话;  2) 当前的话中X或Y比N大,就是假话;  3) 当前的话表示X吃X,就是假话。  你的任务是根据给定的N(1 <= N <= 50,000)和K句话(0 <= K <= 100,000),输出假话的总数。 

    Input

    第一行是两个整数N和K,以一个空格分隔。  以下K行每行是三个正整数 D,X,Y,两数之间用一个空格隔开,其中D表示说法的种类。  若D=1,则表示X和Y是同类。  若D=2,则表示X吃Y。

    Output

    只有一个整数,表示假话的数目。

    Sample Input

    100 7 1 101 1 2 1 2 2 2 3 2 3 3 1 1 3 2 3 1 1 5 5

    Sample Output

    3

    Source

    Noi 01

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    思路:

    这是一道非常经典的带权并查集,经过我做了两道带权并查集的题后,发现用类似向量的方式十分巧妙,这道题借鉴了这个博客;POJ-1182 食物链,讲的很好,关于带权并查集的向量推导什么的我就不说了,我说一下这一道题的关键,引用一下大牛:

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    关系域更新:

    当然,这道题理解到这里思路已经基本明确了,剩下的就是如何实现,在实现过程中,我们发现,更新关系域是一个很头疼的操作,网上各种分析都有,但是都是直接给出个公式,至于怎么推出来的都是一笔带过,让我着实头疼了很久,经过不断的看discuss,终于明白了更新操作是通过什么来实现的。下面讲解一下

    仔细再想想,rootx-x x-yy-rooty,是不是很像向量形式?于是我们可以大胆的从向量入手:

    tx       ty

    |          |

    x   ~    y

    对于集合里的任意两个元素xy而言,它们之间必定存在着某种联系,因为并查集中的元素均是有联系的(这点是并查集的实质,要深刻理解),否则也不会被合并到当前集合中。那么我们就把这2个元素之间的关系量转化为一个偏移量(大牛不愧为大牛!~YM)。

    由上面可知: x->y 偏移量0时 xy同类

    x->y 偏移量1时 xy

    x->y 偏移量2时 xy

    有了这个假设,我们就可以在并查集中完成任意两个元素之间的关系转换了。

    不妨继续假设,x的当前集合根节点rootxy的当前集合根节点rootyx->y偏移值为d-1(题中给出的询问已知条件)

    (1)如果rootxrooty不相同,那么我们把rooty合并到rootx上,并且更新relation关系域的值(注意:p[i].relation表示i的根结点到i的偏移量!!!!(向量方向性一定不能搞错)

        此时 rootx->rooty = rootx->x + x->y + y->rooty,这一步就是大牛独创的向量思维模式

        上式进一步转化为:rootx->rooty = (relation[x]+d-1+3-relation[y])%3 = relation[rooty],(模3是保证偏移量取值始终在[0,2]间)

    (2)如果rootxrooty相同(xy在已经在一个集合中,不需要合并操作了,根结点相同),那么我们就验证x->y之间的偏移量是否与题中给出的d-1一致

        此时 x->y = x->rootx + rootx->y

        上式进一步转化为:x->y = (3-relation[x]+relation[y])%3     若一致则为真,否则为假。

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    代码:

    #include <cstdio> #include <cstring> #include <cstdlib> #include <cmath> #include <string> #include <iostream> #include <stack> #include <queue> #include <vector> #include <algorithm> #define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a)) #define N 200000+20 #define M 200010 #define MOD 1000000000+7 #define inf 0x3f3f3f3f using namespace std; int pre[N],dis[N],sum; void init(int n) { for(int i=1; i<=n; i++) { pre[i]=i; dis[i]=0; } } int find(int x) { int temp=pre[x]; if(x==pre[x]) return x; pre[x]=find(pre[x]); dis[x]=(dis[x]+dis[temp])%3;//保证取值范围在0--2之间 return pre[x]; } void mix(int x,int y,int op) { int fx=find(x); int fy=find(y);//分别找到x,y的根节点 if(fx!=fy) { pre[fy]=fx;//把fy的根节点指向fx int s=3+(op-1); dis[fy]=(dis[x]+s-dis[y])%3;//根据类似向量,保证取值范围在0--2之间 } else { if(op==1&&dis[x]!=dis[y]) { sum++; return; } else { if(op==2&&((3-dis[x]+dis[y])%3!=op-1)) { sum++; return; } } } } int main() { int n,m; int op,a,b; scanf("%d%d",&n,&m); sum=0; init(n); for(int i=1; i<=m; i++) { scanf("%d%d%d",&op,&a,&b); if(a>n||b>n)//第二种情况 { sum++; continue; } if(op==2&&a==b)//第三种情况 { sum++; continue; } mix(a,b,op);//第一种情况 } printf("%d\n",sum); return 0; } 这道题很好,获益匪浅

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