poj 3177 Redundant Paths(邊雙連通分量+縮點)


鏈接:http://poj.org/problem?id=3177

題意:有n個牧場,Bessie 要從一個牧場到另一個牧場,要求至少要有2條獨立的路可以走。現已有m條路,求至少要新建多少條路,使得任何兩個牧場之間至少有兩條獨立的路。兩條獨立的路是指:沒有公共邊的路,但可以經過同一個中間頂點。

分析:在同一個邊雙連通分量中,任意兩點都有至少兩條獨立路可達,所以同一個邊雙連通分量里的所有點可以看做同一個點。

縮點后,新圖是一棵樹,樹的邊就是原無向圖的橋。

現在問題轉化為:在樹中至少添加多少條邊能使圖變為雙連通圖。

結論:添加邊數=(樹中度為1的節點數+1)/2

具體方法為,首先把兩個最近公共祖先最遠的兩個葉節點之間連接一條邊,這樣可以把這兩個點到祖先的路徑上所有點收縮到一起,因為一個形成的環一定是雙連通的。然后再找兩個最近公共祖先最遠的兩個葉節點,這樣一對一對找完,恰好是(leaf+1)/2次,把所有點收縮到了一起。

其實求邊雙連通分量和求強連通分量差不多,每次訪問點的時候將其入棧,當low[u]==dfn[u]時就說明找到了一個連通的塊,則棧內的所有點都屬於同一個邊雙連通分量,因為無向圖要見反向邊,所以在求邊雙連通分量的時候,遇到反向邊跳過就行了。

網上有一種錯誤的做法是:因為每一個雙連通分量內的點low[]值都是相同的,則dfs()時,對於一條邊(u,v),只需low[u]=min(low[u],low[v]),這樣就不用縮點,最后求度數的時候,再對於每條邊(u,v)判斷low[u]是否等於low[v],若low[u]!=low[v],則不是同一個邊雙連通分量,度數+1即可.....

咋看之下是正確的,但是這種做法只是考慮了每一個強連通分量重只有一個環的情況,如果有多個環,則會出錯。

比如這組數據:

16 21
1 8
1 7
1 6
1 2
1 9
9 16
9 15
9 14
9 10
10 11
11 13
11 12
12 13
11 14
15 16
2 3
3 5
3 4
4 5
3 6
7 8

答案是1,上面錯誤的做法是0

大家自己畫圖慢慢研究吧。。。下面貼代碼

AC代碼:

 1 #include<cstdio>
 2 #include<cstring>
 3 const int N=5000+5;
 4 const int M=10000+5;
 5 
 6 struct EDGE
 7 {
 8     int v,next;
 9 }edge[M*2];
10 int first[N],low[N],dfn[N],belong[N],degree[N],sta[M],instack[M];
11 int g,cnt,top,scc;
12 int min(int a,int b)
13 {
14     return a<b?a:b;
15 }
16 void AddEdge(int u,int v)
17 {
18     edge[g].v=v;
19     edge[g].next=first[u];
20     first[u]=g++;
21 }
22 void Tarjan(int u,int fa)
23 {
24     int i,v;
25     low[u]=dfn[u]=++cnt;
26     sta[++top]=u;
27     instack[u]=1;
28     for(i=first[u];i!=-1;i=edge[i].next)
29     {
30         v=edge[i].v;
31         if(i==(fa^1))
32             continue;
33         if(!dfn[v])
34         {
35             Tarjan(v,i);
36             low[u]=min(low[u],low[v]);
37         }
38         else if(instack[v])
39             low[u]=min(low[u],dfn[v]);
40     }
41     if(dfn[u]==low[u])
42     {
43         scc++;
44         while(1)
45         {
46             v=sta[top--];
47             instack[v]=0;
48             belong[v]=scc;
49             if(v==u)
50                 break;
51         }
52     }
53 }
54 int main()
55 {
56     int n,m,u,v,i,j;
57     scanf("%d%d",&n,&m);
58         g=cnt=top=scc=0;
59         memset(first,-1,sizeof(first));
60         memset(low,0,sizeof(low));
61         memset(dfn,0,sizeof(dfn));
62         memset(instack,0,sizeof(instack));
63         memset(degree,0,sizeof(degree));
64         for(i=0;i<m;i++)
65         {
66             scanf("%d%d",&u,&v);
67             {
68                 AddEdge(u,v);
69                 AddEdge(v,u);
70             }
71         }
72         for(i=1;i<=n;i++)
73             if(!dfn[i])
74                 Tarjan(1,-1);
75         for(i=1;i<=n;i++)
76         {
77             for(j=first[i];j!=-1;j=edge[j].next)
78             {
79                 v=edge[j].v;
80                 if(belong[i]!=belong[v])
81                     degree[belong[i]]++;
82             }
83         }
84         int sum=0;
85         for(i=1;i<=n;i++)
86             if(degree[i]==1)
87                 sum++;
88         int ans=(sum+1)/2;
89         printf("%d\n",ans);
90     return 0;
91 }
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