拓扑排序·一 HihoCoder - 1174

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拓扑排序·一

HihoCoder - 1174

描述

由于今天上课的老师讲的特别无聊,小Hi和小Ho偷偷地聊了起来。

小Ho:小Hi,你这学期有选什么课么?

小Hi:挺多的,比如XXX1,XXX2还有XXX3。本来想选YYY2的,但是好像没有先选过YYY1,不能选YYY2。

小Ho:先修课程真是个麻烦的东西呢。

小Hi:没错呢。好多课程都有先修课程,每次选课之前都得先查查有没有先修。教务公布的先修课程记录都是好多年前的,不但有重复的信息,好像很多都不正确了。

小Ho:课程太多了,教务也没法整理吧。他们也没法一个一个确认有没有写错。

小Hi:这不正是轮到小Ho你出马的时候了么!

小Ho:哎??

我们都知道大学的课程是可以自己选择的,每一个学期可以自由选择打算学习的课程。唯一限制我们选课是一些课程之间的顺序关系:有的难度很大的课程可能会有一些前置课程的要求。比如课程A是课程B的前置课程,则要求先学习完A课程,才可以选择B课程。大学的教务收集了所有课程的顺序关系,但由于系统故障,可能有一些信息出现了错误。现在小Ho把信息都告诉你,请你帮小Ho判断一下这些信息是否有误。错误的信息主要是指出现了"课程A是课程B的前置课程,同时课程B也是课程A的前置课程"这样的情况。当然"课程A是课程B的前置课程,课程B是课程C的前置课程,课程C是课程A的前置课程"这类也是错误的。

提示:拓扑排序

       

       

提示:拓扑排序

小Ho拿出纸笔边画边说道:如果把每一门课程看作一个点,那么顺序关系也就是一条有向边了。错误的情况也就是出现了环。我知道了!这次我们要做的是判定一个有向图是否有环。

小Hi:小Ho你有什么想法么?

<小Ho思考了一会儿>

小Ho:一个直观的算法就是每次删除一个入度为0的点,直到没有入度为0的点为止。如果这时还有点没被删除,这些没被删除的点至少组成一个环;反之如果所有点都被删除了,则有向图中一定没有环。

小Hi:Good Job!那赶快去写代码吧!

小Ho又思考了一会儿,挠了挠头说:每次删除一个点之后都要找出当前入度为0的点,这一步我没想到高效的方法。通过扫描一遍剩余的边可以找所有出当前入度为0的点,但是每次删除一个节点之后都扫描一遍的话复杂度很高。

小Hi赞许道:看来你已经养成写代码前分析复杂度的意识了!这里确实需要一些实现技巧,才能把复杂度降为O(N+M),其中N和M分别代表点数和边数。我给你一个提示:如果我们能维护每个点的入度值,也就是在删除点的同时更新受影响的点的入度值,那么是不是就能快速找出入度为0的点了呢?

小Ho:我明白了,这个问题可以这样来解决:

1. 计算每一个点的入度值deg[i],这一步需要扫描所有点和边,复杂度O(N+M)。

2. 把入度为0的点加入队列Q中,当然有可能存在多个入度为0的点,同时它们之间也不会存在连接关系,所以按照任意顺序加入Q都是可以的。

3. 从Q中取出一个点p。对于每一个未删除且与p相连的点q,deg[q] = deg[q] - 1;如果deg[q]==0,把q加入Q。

4. 不断重复第3步,直到Q为空。

最后剩下的未被删除的点,也就是组成环的点了。

小Hi:没错。这一过程就叫做拓扑排序

小Ho:我懂了。我这就去实现它!

< 十分钟之后 >

小Ho:小Hi,不好了,我的程序写好之后编译就出诡异错误了!

小Hi:诡异错误?让我看看。

小Hi凑近电脑屏幕看了看小Ho的源代码,只见小Ho写了如下的代码:

int edge[ MAXN ][ MAXN ];

小Hi:小Ho,你有理解这题的数据范围么?

小Ho:N最大等于10万啊,怎么了?

小Hi:你的数组有10万乘上10万,也就是100亿了。算上一个int为4个字节,这也得400亿字节,将近40G了呢。

小Ho:啊?!那我应该怎么?QAQ

小Hi:这里就教你一个小技巧好了:

这道题目中N的数据范围在10万,若采用邻接矩阵的方式来储存数据显然是会内存溢出。而且每次枚举一个点时也可能会因为枚举过多无用的而导致超时。因此在这道题目中我们需要采用邻接表的方式来储存我们的数据:

常见的邻接表大多是使用的指针来进行元素的串联,其实我们可以通过数组来模拟这一过程。

int head[ MAXN + 1] = {0};	// 表示头指针,初始化为0
int p[ MAXM + 1];		// 表示指向的节点
int next[ MAXM + 1] = {0}; 	// 模拟指针,初始化为0
int edgecnt;			// 记录边的数量

void addedge(int u, int v) {	// 添加边(u,v)
	++edgecnt;
	p[ edgecnt ] = v;
	next[ edgecnt ] = head[u];
	head[u] = edgecnt;
}

// 枚举边的过程,u为起始点
for (int i = head[u]; i; i = next[i]) {
	v = p[i];
	...
}

小Ho:原来还有这种办法啊?好咧。我这就去改进我的算法=v=

       

     

输入

第1行:1个整数T,表示数据的组数T(1 <= T <= 5)
接下来T组数据按照以下格式:
第1行:2个整数,N,M。N表示课程总数量,课程编号为1..N。M表示顺序关系的数量。1 <= N <= 100,000. 1 <= M <= 500,000
第2..M+1行:每行2个整数,A,B。表示课程A是课程B的前置课程。

输出

第1..T行:每行1个字符串,若该组信息无误,输出"Correct",若该组信息有误,输出"Wrong"。

Sample Input

2
2 2
1 2
2 1
3 2
1 2
1 3

Sample Output

Wrong
Correct

AC代码

//#include<bits/stdc++.h>
#define _CRT_SBCURE_NO_DEPRECATE
#include <set>
#include <map>
#include <cmath>
#include <queue>
#include <stack>
#include <vector>
#include <string>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <functional>
//#define UP(i,x,y) for(int i=x;i<=y;i++)
//#define DOWN(i,x,y) for(int i=x;i>=y;i--)
#define sdddd(x,y,z,k) scanf("%d%d%d%d", &x, &y, &z, &k)
#define sddd(x,y,z) scanf("%d%d%d", &x, &y, &z)
#define sdd(x,y) scanf("%d%d", &x, &y)
#define sd(x) scanf("%d", &x)
#define mp make_pair
#define pb push_back
#define lson k<<1
#define rson k<<1|1
#define mid (l+r)/2
#define ms(x, y) memset(x, y, sizeof x)
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
#define MOD 1000000007
const int maxn = 101000;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const ll LINF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3f;
int n, m, s, t;
int len;
struct road
{
	int to;
	int next;
};
struct node
{
    int v;
    int cost;
    node(int v, int c):v(v),cost(c){}
    friend bool operator <(node a, node b)
    {
        return a.cost>b.cost;
    }
};
road G[maxn*5];
int h[maxn];
int mx = -INF;
int en[maxn];
bool vis[maxn];
int main()
{
	//freopen("out.txt", "w", stdout);
	sd(t);
	while(t--)
	{
		sdd(n, m);
		ms(en, 0);
		ms(vis, 0);
		fill(h, h+n+1, -1);
		int ta, tb;
		len = 0;
		for(int i = 0; i < m; i++)
        {
            sdd(ta, tb);
            G[len].to = tb;
            G[len].next = h[ta];
            h[ta] = len++;

            en[tb]++;
        }
        queue<int> que;
        for(int i = 1; i <= n; i++)
        {
            if(!en[i])
                que.push(i);
        }
        int flag = true;
        while(que.size())
        {
            int v = que.front(); que.pop();
            for(int i = h[v]; i!=-1; i=G[i].next)
            {
                en[G[i].to]--;
                if(!en[G[i].to])
                    que.push(G[i].to);
            }
        }
        for(int i = 1; i <= n; i++)
        {
            if(en[i])
            {
                flag = false;
                break;
            }
        }
        if(flag)
            puts("Correct");
        else
            puts("Wrong");
    }
	return 0;
}

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