CODEFORCES 125E MST Company 巧用Kruskal算法

题意:给定一个带权边无向图,求最小生成树,且满足第一个节点的度为固定的k 无解则输出-1 

数据规模: 节点数n和限制k<=5000 边数m<=10^5 时限8sec

思路:

      首先时限比较宽,第一个想到的暴力做法是枚举第一个节点(即首都)选中的K条边,复杂度为阶乘级别 无法接受。但是我们可以确定,问题的关键在于在所有国道中选择哪k条国道。一旦k条国道选定,最小生成树就是固定的。 

      考虑一个极端的情况,如果我们直接对这个图运行Kruskal算法,得到了一个树 且 第一个节点的度为k,则这就是正确的答案。当然,一般数据是无法做到的。

      那么我们就可以使用一个技巧,如果运行Kruskal算法后第一个节点的度小于k,那么我们在算法运行的序列中将所有国道的位置整体向前移动,使得下一次运行Kruskal算法可以选定更多的国道,我们就离正确答案更近了。反之亦然。

      那么怎样调整所有“国道”在Kruskal序列中的位置呢?

      选定一个double值mid 它可以很大,也可以很小,在排序时“国道”的权值加上这个mid再与非国道比较,就可以适当的调节所有“国道”在序列中的位置。

      代码如下,只要理解了排序比较函数cmp 也就理解了这个Kruskal的变种算法了。

 1 #include<iostream>
 2 #include<cstdio>
 3 #include<cstdlib>
 4 #include<cmath>
 5 #include<queue>
 6 #include<stack>
 7 #include<map>
 8 #include<algorithm>
 9 using namespace std;
10 const int maxn=5000+1,maxm=100000+1;
11 int x[maxm],y[maxm],w[maxm],sig[maxm],ance[maxn],ans[maxn];
12 int n,m,k,tot,cnt,captedge;
13 double l,r,mid;
14 bool cmp(int a,int b)
15 {
16  return (w[a]+(x[a]==1)*mid)<(w[b]+(x[b]==1)*mid);//这个算法的核心 
17 }
18 int findance(int x)
19 {
20  if(x==ance[x])return x;
21      else return ance[x]=findance(ance[x]);
22 }
23 void Kruskal(bool flag)
24 {
25  cnt=captedge=0;
26  for(int i=1;i<=n;i++)
27      {
28       ance[i]=i;
29     }
30  sort(sig,sig+m,cmp);
31  for(int i=0;i<m;i++)
32      {
33       if(cnt+1==n)    return ;
34       int j=sig[i];
35       int u=findance(x[j]),v=findance(y[j]);
36       if((u!=v)&&(flag||(captedge+(x[j]==1))<=k))
37           
38         {
39          ance[u]=v;
40          ans[cnt++]=j;
41          if(x[j]==1)captedge++;
42         }
43     }
44 }
45 int main()
46 {
47  ios::sync_with_stdio(false);
48  freopen("t.txt","r",stdin);
49  cin>>n>>m>>k;
50  tot=0;
51  for(int i=0;i<m;i++)
52      {
53       sig[i]=i;
54      cin>>x[i]>>y[i]>>w[i];
55      if(x[i]>y[i]){int t=x[i];x[i]=y[i];y[i]=t;}//swap     
56      if(x[i]==1)tot++;
57     }
58  if((k>tot)||(k==0&&n>1))
59      {
60       cout<<"-1"<<endl;
61      return 0;    
62     }
63  cnt=0;
64  Kruskal(1);
65  if(cnt!=(n-1))
66      {
67       cout<<"-1"<<endl;
68      return 0;    
69     }
70  l=(-1)*100000.0;
71  r=100000.0;
72  while(((l+1e-5)<r)&&(captedge!=k))
73      {
74       mid=(l+r)/2.0;
75       Kruskal(1);
76       if(captedge<k)r=mid;
77           else l=mid;
78     }
79  if(captedge!=k)mid=(l+r)/2.0;
80  Kruskal(0);
81  cout<<n-1<<endl;
82  if(cnt>=1)cout<<ans[0]+1;
83  for(int i=1;i<cnt;i++)
84      cout<<" "<<ans[i]+1;
85  cout<<endl;
86  return 0;
87 }
原文地址:https://www.cnblogs.com/heisenberg-/p/6341406.html