UVALive(LA) 4487 Exclusive-OR(带权并查集)

题意:对于n个数X[0]~X[n-1],但你不知道它们的值,通过逐步提供给你的信息,你的任务是根据这些信息回答问题,有三种信息如下:

I p  v : Xp = v;    Xp 的值为v

I p q v :  Xp ^ Xq = v;   Xp 异或Xq的值为v

Q k X1 X2 X3 ..... Xk  : 问X1异或X2异或X3....异或Xk的值为多少?


解题思路:先看处理部分(I),有两种 I 一种 是后面有两个整数的,一种是后面有三个整数的,(这里的输入要注意整数有可能是好几个字符)。先看三个整数的,Xp ^ Xq = v;那么我们可以利用并查集把 使 p 的父节点 为 q,再建立一个数组w[],代表Xp 异或 根节点的值,我们对于每次给出的两个数,p 和 q,把它们并到集合里面,利用路径压缩使得w[p]和w[q]都是和根节点异或的值,在压缩的时候维护这个数组就好。

首先我们需要知道几个公式  a ^ b= c, 那么   a = b ^ c  b = a ^ c;

异或运算有结合律,交换律。

a ^ a = 0;

a ^ 0 = a;

对于 I p q v :   p ^ q = v;

假设:

fp  是  p 的根节点,那么 fp = p ^ w[p];     1

fq  是  q 的根节点,那么 fq = q ^ w[q];     2

                                 p ^ q = v ;          3

我们把 fp 的父节点设为 fq(新的根节点) 那么  w[fp] = fp ^ fq;   4

把 1 2 3 式带到 4  式的  w[fp] = w[p] ^ w[q] ^ v;

这样就解决了路径压缩过程中的维护数组问题。对于 I  后面仅有 二个整数的情况,I  p v   p = v;我们可以变形一下   p ^ 0 = v;这样是不是就和上面那种情况很像了呢,即令 q = 0,就好了,因为 我们的编号是  0 ~ N- 1,为了不和其他节点弄混,那么我们可以把这个节点用编号 n 来表示,只不过已知 n 的值为 0 就好了~~~~,然后处理数据这部分就解决了~~~~

紧接着我们看询问部分(Q),询问的时候 假设 询问的是 X1,X2,X3..........Xn,

我们先看 w[X1] ^ w[X2]^w[X3]^....w[Xn],假设他们的根节点是  R(他们在一个集合里面),

那么w[X1] ^ w[X2]^w[X3]^....w[Xn]

   =  X1 ^R ^  X2 ^R ^ X3  ^ R ^ ......... ^ Xn ^ R

这里一共有 N 个 R  ,由公式  a ^ a= 0;  a ^ 0 = a;而且异或具有交换律,那么 这里的 N 如果是 偶数 我们 就可以求得X1 ^R ^  X2 ^R ^ X3  ^ R ^ ......... ^ Xn ^ R = X1 ^ X2 ^ X3 ^ ......^Xn,如果是奇数那么最后就会剩下一个单独的R。。。这里这个 R 是已知的话那么也可以求出来 ,怎么会是已知的呢?我们可以想想有一个特殊的  ,就是那个编号为 N 的节点,他的值是 0 ,所以就要分情况了 

if(R是N)

{

   X1 ^ X2 ^ X3 ^ ......^Xn =w[X1] ^ w[X2] ^ w[X3] ^....w[Xn];

}

else

{

   if(R的数量是奇数)

   {

         不知道值;

   }

  else

  {

        X1 ^ X2 ^ X3 ^ ......^Xn =w[X1] ^ w[X2] ^ w[X3] ^....w[Xn];

  }

}

这样整个过程就结束了。。。。。

  1 #include <iostream>
  2 #include <cstdio>
  3 #include <cstring>
  4 #include <cstdlib>
  5 #include <cmath>
  6 #include <cctype>
  7 #include <algorithm>
  8 #include <queue>
  9 #include <stack>
 10 #include <map>
 11 #include <set>
 12 using namespace std;
 13 
 14 const int MAXN = 2e4 + 3;
 15 int pre[MAXN];       //存放的是父节点
 16 int weight[MAXN];    //存放是与根节点的异或值
 17 int xp[MAXN];       //询问时的数
 18 int n;
 19 
 20 int Find(int x)       //带路径压缩的查找
 21 {
 22    // printf("1");
 23     if(x != pre[x])
 24     {
 25         int fx = pre[x];
 26         pre[x] = Find(pre[x]);
 27         weight[x] ^= weight[fx];        //维护数组
 28         //printf("2");
 29     }
 30     return pre[x];
 31 }
 32 
 33 int mix(int x, int y, int z)
 34 {
 35     int fx = Find(x);
 36     int fy = Find(y);
 37     //printf("x = %d y = %d z = %d fx = %d fy = %d
",x,y,z,fx,fy);
 38     if(fx  == fy)            //如果给出的两个数已经出现过。判断现在给出的这个 I  是不是和以前的冲突(矛盾)
 39     {
 40         if((weight[x] ^ weight[y]) != z)      //(出现了矛盾)
 41             return 0;
 42         return 1;
 43     }
 44     if(fx == n) fx ^= fy ^= fx ^= fy;      //为了使得 n 成为 根节点
 45     pre[fx] = fy;
 46     weight[fx] = weight[x] ^ weight[y] ^ z;    //fx 的父节点设为 fy(新的根节点)后维护weight[fx]的值
 47     return 1;
 48 }
 49 
 50 int solv(int key)
 51 {
 52     int index[MAXN]={0};
 53     int ans = 0;
 54     for(int i = 0; i < key ; i++)    //查找森林中的每个树,统计 根节点被异或的次数
 55     {
 56         if(index[i]) continue;
 57         int fi = Find(xp[i]);
 58         int cnt = 0;
 59         for(int j = i ; j < key; j++)
 60         {
 61             int fj = Find(xp[j]);
 62             if(index[j] == 0 && fi == fj)
 63             {
 64                 cnt++;
 65                 index[j] = 1;
 66                 ans ^= weight[xp[j]];
 67             }
 68         }
 69         if((cnt&1) && fi != n)     //根节点被异或的次数是奇数  而且不是那个特殊的根节点
 70             return -1;
 71     }
 72     return ans;
 73 }
 74 
 75 int main()
 76 {
 77     //freopen("in.cpp","r",stdin);
 78     int Q;
 79     int kas = 1;
 80     while(scanf("%d%d",&n,&Q) && (n || Q))
 81     {
 82         printf("Case %d:
",kas++);
 83         for(int i = 0; i <= MAXN; i++)   //初始化 开始每个点都是一棵树,自身异或自身是 0 ,
 84         {
 85             pre[i] = i;
 86             weight[i] = 0;
 87         }
 88         int facts = 0;
 89         int flag = 0;
 90         while(Q--)
 91         {
 92             char order[2]={0};
 93             scanf("%s",order);
 94             int p,q,v;
 95             if(order[0] == 'I')
 96             {
 97                 facts++;
 98                 getchar();
 99                 char str[7]={0};
100                 gets(str);
101                 int k = 0;
102                 for(int i = 0; str[i] != ''; i++)
103                     if(str[i] == ' ') k++;
104                 if(k == 1)
105                 {
106                     sscanf(str,"%d%d",&p,&v);     //I  后面只有两个数
107                     q = n;
108                 }
109                 else
110                 {
111                     sscanf(str,"%d%d%d",&p,&q,&v);//I  后面只有三个数
112                 }
113                 if(flag) continue;   //矛盾
114                 if(mix(p,q,v) == 0) //矛盾了
115                 {
116                     printf("The first %d facts are conflicting.
",facts);
117                     flag = 1;
118                 }
119             }
120             else if(order[0] == 'Q')
121             {
122                 int k;
123                 scanf("%d",&k);
124                 memset(xp,0,sizeof(xp));
125                 for(int i = 0; i < k; i++)
126                 {
127                     scanf("%d",&xp[i]);
128                 }
129                 if(flag) continue;//矛盾
130                 int ans = solv(k);
131                 if(ans == -1)
132                 {
133                     printf("I don't know.
");
134                 }
135                 else
136                     printf("%d
",ans);
137             }
138         }
139         printf("
");
140     }
141     return 0;
142 }
原文地址:https://www.cnblogs.com/Ash-ly/p/5397649.html