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2016计算机学科夏令营上机考试: H 丛林中的路 kruskal边表结构体+并查集

程序员文章站 2022-05-15 14:08:36
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总时间限制: 1000ms 内存限制: 65536k题目
描述
2016计算机学科夏令营上机考试: H 丛林中的路 kruskal边表结构体+并查集
热带岛屿Lagrishan的首领现在面临一个问题:几年前,一批外援资金被用于维护村落之间的道路,但日益繁茂的丛林无情的侵蚀着村民的道路,导致道路维修开销巨大,长老会不得不放弃部分道路的维护。上图左侧图显示的是正在使用道路的简图以及每条路每个月的维修费用(单位为aacms)。现在长老会需要提出一种方案,即需要保证村落之间都可以互相到达,又要将每个月的道路维修费用控制在最小。村子编号为从A到I。上图右侧显示的方案最小维修开销为216 aacms每月。

输入
输入包含1~100个数据集,最后一行为0.每个数据集第一行为村落数目n, 1 < n < 27,依次用字母表的前n个字母标记。接下来有n-1行,每行的第一个数据便是按字母顺序排列的村子编号(不包括最后一个村庄)。每个村庄后面的数据k代表该村庄通往编号在其之后的村庄的道路数目,如A 2 B 12 I 25,代表A村庄有2个编号在A之后的村庄和其相连。若k大于0,k后面会依次给出这k个村庄的编号以及各自到起始村庄的道路维修费用,如A 2 B 12 I 25,代表A和B之间道路维修费用为12, A和I之间道路维修费用为25(维修费用为不超过100的正整数).路的总数目不超过75条,每个村庄到其他村庄不会有超过15条路(包括编号在其之前和之后的)。
输出
每个数据集有一个输出:针对解决方案每个月维修道路的小费用。
提示:蛮力算法虽能找出解决方案,但将会超出时间限制。
样例输入

9
A 2 B 12 I 25
B 3 C 10 H 40 I 8
C 2 D 18 G 55
D 1 E 44
E 2 F 60 G 38
F 0
G 1 H 35
H 1 I 35
3
A 2 B 10 C 40
B 1 C 20
0

样例输出

216
30

思路:
本题是很经典的最小生成树问题,可以考虑prim或者kruskal。
1 后者更简洁易懂而且一般来说kruskal算法时间复杂度更低。

struct road
{
    int shou,wei;
    int cost;
}R[MAX_ROAD];

2 prim使用int G【MAX】【MAX】;邻接矩阵存储权重 kruskal使用新的数据结构边表存储边。显然后者在处理输入数据的时候更方便

代码:

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<string>
#include<vector>
#include<queue>
#include<set>
#include<stack>
using namespace std;
const int MAX=27;
const int MAX_ROAD=75;
int father[MAX];
//kruskal算法最小生成树+并查集
struct road
{
    int shou,wei;
    int cost;
}R[MAX_ROAD];
bool cmp(road a,road b)
{
    return a.cost<b.cost;
}
int findfather(int a)
{
    int temp=a;
    //查找
    while(a!=father[a]) a=father[a];
    //优化压缩路径
    while(temp!=father[temp])
    {
        int t_temp=temp;
        temp=father[temp];
        father[t_temp]=a;
    }
    //返回根节点
    return a;
}
int kruskal(int num_p,int num_r)
{
    //初始化
    sort(R,R+num_r,cmp);
    for(int i=0;i<MAX;i++)
    {
        father[i]=i;
    }
    int costs=0;
    int num_roads=0;
    //从最小边开始查找和加入并查集
    for(int i=0;i<num_r;i++)
    {
        //查找
        int FaA=findfather(R[i].shou);
        int FaB=findfather(R[i].wei);
        //加入
        if(FaA!=FaB)
        {
            father[FaB]=FaA;
            costs+=R[i].cost;
            num_roads++;
        }
        //函数出口,结果检查
        if(num_roads>=num_p-1) return costs;
    }
    //特殊错误处理
    if(num_roads!=num_p-1) return -1;//没构成连通图
    else return costs;
}

int CHARtoINT(char a)
{
    return int(a-'A');
}
int main()
{
    //freopen("input.txt","r",stdin);

    int n;
    while(cin>>n&&n!=0)
    {
        int k=-1;//边的个数
        for(int i=0;i<n-1;i++)
        {
            char villy;cin>>villy;int tag = CHARtoINT(villy);
            int num;cin>>num;
            for(int j=0;j<num;j++)
            {
                char temp;cin>>temp;int tag2 = CHARtoINT(temp);
                int value;cin>>value;
                R[++k].shou=tag;R[k].wei=tag2;R[k].cost=value;//更新边表
            }
        }
        int costs=kruskal(n,k+1);
        cout<<costs<<endl;
    }
    return 0;
}