poj 1182 食物链(关系并查集)

食物链
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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

大体思想:

1、如果两个物种有联系,不管是吃,被吃还是同类,它们之间应该是有一条径路可达的,也就是它们在一个合集中。

2、如果a,b有关系,b,c有关系,那么a,c之间的关系式可以通过两者的关系推出来的。


下面围绕着上面的两个思想来逐一拆分。        

首先就是怎么把有关系的物种放到同一个合集中去,这就要需用到并查集了。每一次入输d,x,y,     也就是相当于x,y之间有一条权为d的径路。先忽略这个权值,直接斟酌路径,那并查集的路径建立就不用我说了。一个parent数组,parent[i]表现从parent[i]到i有一条径路。那不同的食物圈就构成了一个连通区域。每个连通区域都有一个根点节。

    下面斟酌怎么处理这个权

先说点数学,任何一种偏序关系都足满自反、对称、传递。    

自反:自己跟自己满足偏序关系。    

对称:a,b的偏序关系为r,则b,a的偏序关系为~r.表现求反。    

传递:a,b的偏序关系为r1,b,c的偏序关系为r2,a,c的偏序关系为r1+r2.

为了便利,用一个relation数组来维护这个权值。relation[i]表现的是i在所的连通区域的根点节到i的关系。先略忽这个关系数组的维护过程,把团体的思绪理清晰。如果有两个物种加进来,     就有两种情况,要么它们在同一个连通集里头。要么不在同一个连通集里头。

    一、两者在同一个连通集里头:

1、新加的关系表明x,y是同类,那么它们两个分别到连通区域根点节的关系应该是一样的,要不就矛盾了。(记为case1)

2、如果新加的关系表明x,y不是同类,那么在当前参加y,x相对根节点的关系和x本来相对根点节的关系应该是不变的,否则就矛盾了。(记为case2)

    二、两者在不同的连通集里头:就直接连接两个连通集就能够了。(记为case3)

    路径压缩处理:     由于后来物种会越来越多,我们不希望食物链拉的很长,所以会尽可能的让全部的点节都直接和根节点     相连。这样整个连通的图就有点呈现出星形。

    怎么维护关系数组:     数组里头的每个元素的取值要么是0(同类),要么是1(父吃子),要么是2(子吃父)。

至于为什么要这么设置(因为题目中1表示同类,而我们定义0表示同类,相对都应该减一,所以题目中的2表示父吃子在我们这里     应该是2-1=1,,1表示父吃子),参考一另篇博客http://blog.csdn.net/c0de4fun/article/details/7318642,     这里是不能随便定义的。设前面的数据我已经处理好了,现在要处理d,x,y.为了叙说的便利,    

记relation[x]为x根->x.那么在现就有三种情况:

case1:(同一个集合且同类)     这种情况x根与y根雷同。如果x根->x与y根->y不同,表明x,y不是同类,与d=1矛盾。

case2:(同一个集合但不同类)     这种情况x根与y根雷同。如果参加y之后,(x根->x) = (x根(即y根)->y + y->x),如果新求出来     的关系与本身已有的x根->x的关系不同,则矛盾。

case3:(在不同集合中)     这种情况x根与y根不同。由于这里添加的是x到y的一条有向边。将y根的父点节设置为x根,更新y根父点     节到x根的关系,即x根->y根=x根->x+x->y+y->y根,由于这里都是有向边,所以更新关系的时候注意关     系的方向。这里需要注意,我们只更新了两个根之间的关系,x根与原来的y所在的连通区域里头的节点     的关系都没有更新,这就是为什么要在一开始判断之前就要调用Find函数,更新每个点节到其根点节的     关系。

    初始条件:     有了这个递推,就好办了。初始条件parent就是并查集一般的初始条件,父点节于等自己。由于初始的     时候父节点是自己,当然自己跟自己的关系肯定是同类咯,也就是relation[i]=0

 1 #include <iostream>
 2 #include <cstdio>
 3 using namespace std;
 4 
 5 int father[50005];
 6 int relation[50005];
 7 //int d;
 8 
 9 void make_set(int n){
10     for(int i = 0; i <= n; i++){
11         father[i] = i;
12         relation[i] = 0;
13     }
14 }
15 
16 //更新的步调,先将当前点节与其根点节相连,然后更新其与根点节的关系
17 //当前节点x与根节点r的关系更新的方法:
18 //    (x与其父点节的关系+其父点节的关系与根点节的关系)%3
19 //所以在更新节点x的数据之前需要更新其父节点的数据,这是find为什么搞成递归函数的原因
20 //其更新的次序是从根节点开始往下,始终到当前点节x的父点节。
21 int GetParent(int x){
22     if(x != father[x]){
23         int t = father[x];
24         //将当前点节的父点节设置为根点节
25         father[x] = GetParent(father[x]);
26         //更新当前节点与根节点的关系,由x->x父和x父->父根的关系是x->父根的关系
27         //所以在这之前必须更新其父点节与根点节的关系
28         relation[x] = (relation[x] + relation[t]) % 3;
29         //father[x] = GetParent(father[x]);//写在这是错的
30         
31     }
32     return father[x];
33 }
34 
35 void Merge_set(int x, int y, int d){
36     int fx = GetParent(x);
37     int fy = GetParent(y);
38     if(fx != fy){
39         father[fy] = fx;
40         relation[fy] = (relation[x] + (d - 1) + (3 - relation[y])) % 3;
41     }
42 }
43 
44 int main(){
45     int n, k;
46     //cin >> n >> k;
47     scanf("%d %d", &n, &k);
48     int cnt = 0;
49     make_set(n);
50     while(k--){
51         int d, x, y;
52         //cin >> d >> x >> y;
53         scanf("%d %d %d", &d, &x, &y);
54 
55         if(x > n || y > n || (d == 2 && x == y)){
56             cnt++;
57             continue;
58         }
59         
60         int fx = GetParent(x);
61         int fy = GetParent(y);
62 
63         if(fx == fy){//属于同一个子集
64             //如果x,y是同类,那么他们相对根节点的关系应该是一样的
65             if(d == 1 && relation[x] != relation[y])
66                 cnt++;
67             //如果不是同类,加入x和y的关系之后,x相对根节点的关系(x根->y,y->x(即3-(d-1)=2).即x根->x)应该是不变的
68             //这里d=2表示x - y = 2-1=1;而y->x=3-(x->y)=3-1=2;
69             if(d == 2 && relation[x] != (relation[y] + 2)%3)
70                 cnt++;
71         }
72         else{
73             Merge_set(x, y, d);
74         }
75     }
76     //cout << cnt << endl;
77     printf("%d
", cnt);
78     return 0;
79 }

用cin,cout会超时。。。

原文地址:https://www.cnblogs.com/qinduanyinghua/p/5713854.html