F - Warm up HDU - 4612 tarjan缩点 + 树的直径 + 对tajan的再次理解

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题目链接:https://vjudge.net/contest/67418#problem/F

题目大意:给你一个图,让你加一条边,使得原图中的桥尽可能的小。(谢谢梁学长的帮忙)

我对重边,tarjan算法中的各个数组的作用,以及需要哪些数组,还有一些不可取的地方。

重边:原来一直以为无向图没有重边,,,在进行无向图的缩点的时候,假设 u- >已经走过了,那么 在不加重边的情况下,v- > u是不能走的。如果加重边了,u->v,这个时候,假设本来v-> u 是桥,但是加了之后就不是桥了。

low数组: 这个数组存的是当前这个数能够到达最早的时间戳,注意low 数组不能用来判断染色。

举个例子:(1,2) (2,1) (2,3) (3,4) (4,2) 这是五条边,如果按照正确的tarjan算法来跑到的话。

1 1 1
2 1 1
3 2 1
4 2 1(具体形式:编号 low数组的值 染色值),可以看到虽然这四个是一个联通块,但是每一个的low并不是都相等,这个地方就可以联想到tarjan的有向这个性质上了。

dfn 数组:这个就是时间戳了。

istack数组:这个数组的作用就是判断哪一些是联通块,哪一些点是在一个缩点里面的。

我觉得tarjan 这三个数组就差不多够了,还有一个细节,在判断已经访问过的点的时候,这个时候需要更新,但是并不能访问已经缩好的点,否则的话,会将已经形成缩点的中的一部分点原来的值覆盖掉。

树的直径

我所理解的树的直径,就是树中最长的一条链。具体实现形式,首选任意选取这个图上的一个点,通过这个点进行bfs,找到最远的点,然后再通过最远的点进行bfs,再找到的长度就是这个树上的最长链了,也就是树的直径。

我自己的证明方法:假设最长链是 u - v, 首先任意选取一个点,如果选取的这个点是最长链上的,那么第一次bfs找到的点一定是u或者v,然后再进行一次bfs的话,肯定能够将最长的链找出来。如果选取的点不是最长链上的,那么在寻找的过程中,肯定也能找到两个端点中的一个,也就是说肯定能找到最长链上的一个点,然后就和第一种情况相同了。

对于这个题

首先缩点是可以理解的,为了让形成的新的图尽可能的小(如果按照原图的话,寻找树的直径的我过程会超时),也就是联通的都形成一个缩点,然后剩下的边就肯定是桥了,这样的话,图就会变得比原来小多了。为什么这个题求最长直径就可以使得减少的桥的数目最多?首先,最长直径是对于缩点后的图来说的,如果把其中两个点连起来,这两个点原来形成的链上的边(也就是桥)都会消失,但是这两个点的相连并不会对其他的桥产生影响,因为该缩点的都缩起来了,所以这个题就需要找一个最长链,才能使得减少的桥数最多。

AC代码:

#include<iostream>
#include<stack>
#include<stdio.h>
#include<map>
#include<vector>
#include<string>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<queue>
#include<cmath>
using namespace std;
const int maxn = 200000+10;//注意宏定义!!!宏定义相乘会消耗比较多的时间
# define ll long long
# define inf 0x3f3f3f3f
struct node
{
    int nex;
    int to;
    int flag;
} edge[maxn*10];
struct point
{
    int fr;
    int to;
} po[maxn*10];
int head[maxn],low[maxn],dfn[maxn],istack[maxn];
int vis[maxn],dis[maxn];
int n,m,k,num,maxx;
int timeindex,col;
stack<int>w;
void init1()
{
    memset(low,0,sizeof(low));
    memset(dfn,0,sizeof(dfn));
    memset(istack,0,sizeof(istack));
    while(!w.empty())w.pop();
    k=0;
    timeindex=0;
    col=0;
    maxx=0;
}
void init2()
{
    memset(head,-1,sizeof(head));
    num=0;
}
void addedge(int fr,int to)
{
    edge[num].to=to;
    edge[num].nex=head[fr];
    edge[num].flag=0;
    head[fr]=num++;
}
void tarjan(int u,int root)
{
    low[u]=dfn[u]=++timeindex;
    w.push(u);
    for(int i=head[u]; i!=-1; i=edge[i].nex)
    {
        int v=edge[i].to;
        if(edge[i].flag)continue;
        edge[i].flag=edge[i^1].flag=1;
        if(dfn[v]==0)
        {
            tarjan(v,u);
            low[u]=min(low[u],low[v]);
            if(low[v]>dfn[u])
            {
                po[++k].fr=u;
                po[k].to=v;
            }
        }
        else if(istack[v]==0)//如果当前访问过的不是在已经形成的联通块里面在可以更新。
        {
            low[u]=min(low[u],dfn[v]);
        }
    }
    if(low[u]==dfn[u])
    {
        int t;
        col++;
        do
        {
            t=w.top();
            w.pop();
            istack[t]=col;
        }
        while(t!=u);
    }
}
int bfs(int t)
{
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    memset(dis,0,sizeof(dis));
    vis[t]=1;
    queue<int>q;
    q.push(t);
    int ind=0;
    while(!q.empty())
    {
        int top=q.front();
        q.pop();
        for(int i=head[top]; i!=-1; i=edge[i].nex)
        {
            int u=edge[i].to;
            if(vis[u])continue;
            vis[u]=1;
            dis[u]=dis[top]+1;
            if(dis[u]>maxx)
            {
                maxx=dis[u];
                ind=u;
            }
            q.push(u);
        }
    }
    return ind;
}
int main()
{
    while(~scanf("%d %d",&n,&m)&&(n+m))
    {
        int t1,t2;
        init1();
        init2();
        for(int i=1; i<=m; i++)
        {
            scanf("%d %d",&t1,&t2);
            addedge(t1,t2);
            addedge(t2,t1);
        }
        tarjan(1,1);
        init2();
        for(int i=1; i<=k; i++)
        {
            addedge(istack[po[i].fr],istack[po[i].to]);//按照染色的数进行建图
            addedge(istack[po[i].to],istack[po[i].fr]);
        }
        int t=bfs(istack[po[1].fr]);
        bfs(t);
        // cout<<k<<" "<<maxx<<endl;
        printf("%d\n",k-maxx);
    }
    return 0;
}

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