yukicoder No.19 ステージの選択
問題概要
強連結成分の分解を利用する問題。強連結成分を1つの頂点に置き換えて、DAGにして、トポロジカルソートをする。
解法
N個のステージを頂点と考える。(先に指定しておくと良いステージ) -> (ステージ)の向きに有向辺をはっていき、有向グラフを考える。基本的な方針として、難易度の合計が最小になるには、有向グラフの根から葉に向かって、順にステージを選んでいけばいい。つまり、トポロジカルソートした順に辺を選んでいけば、求める解が求まる。しかし、トポロジカルソートをするにあたり、ループがあるのはまずいが今回はサンプル例からもわかるように、強連結成分がが存在する。だから、今回はその部分を求めるために、強連結成分分解を利用した。
強連結成分が存在する場合は場合分けを2つ行う。
(1)強連結成分のみで独立しているまたは強連結成分に対して、入る辺がない場合
この場合その成分の中で、難易度が一番小さいものを一番初めに選び、その後他のステージを回れば、他の全てのステージが難易度が半分で回ることができる。
(2)強連結成分に対して、入る辺が存在する場合
この場合、入ってくる辺を強連結成分より先に選んでおけば、強連結成分は全て難易度を半分にすることができる。
これをどのように実装するかは、sccをまず行い、cmp[v] = 頂点vが含まれている連結成分を示す番号となるように、cmpを求める。cmpに入っている番号は連結しているグラフごとに、トポロジカルソートされていて、ループ部分は同じ番号になっている。よって、その数字を利用すれば、トポロジカルソート順に、頂点をめぐることができ、さらに、強連結成分も判別可能なので、その部分では上の場合分けを利用すれば、求めることができる。
実際のケースで図を描いたもの
ミス
sccは難しいね。
コード
#include <iostream> #include <vector> #include <cstdio> #include <string> #include <cstring> #include <algorithm> using namespace std; #define rep(i,n) for(int i=0;i<(n);i++) ///強連結成分分解 (Kosaraju)/// #define MAX_V 10000//頂点数 int V; vector<int> G[MAX_V], rG[MAX_V]; vector<int> vs; bool used[MAX_V]; //cmp[v] = cmp[U]なら、頂点u, vは同じ強連結成分 //cmp[]の値はトポロジカルソートの順番になる int cmp[MAX_V];//cmp[v] := 頂点vが含まれる連結成分がどれなのかを示す番号 //隣接リストを作る void add_edge(int from, int to){//0origin G[from].push_back(to);//与えられた有向グラフの隣接リスト rG[to].push_back(from);//与えられたグラフの矢印を逆した有向グラフの隣接リスト } //一度目のdfs void dfs(int v){ used[v] = true; for (int i = 0; i < G[v].size(); ++i){ if(!used[G[v][i]]) dfs(G[v][i]); } vs.push_back(v);//これ以上進めなくなったものから順にvsに頂点番号を入れていく } //2度目のdfs void rdfs(int v, int k){ used[v] = true; cmp[v] = k;//頂点vに対して、k番目と強連結成分であること入れる for (int i = 0; i < rG[v].size(); ++i){ if(!used[rG[v][i]]) rdfs(rG[v][i], k); } } int scc(){ memset(used, 0, sizeof(used));//0(使ってない)で初期化 vs.clear();//初期化 for (int v = 0; v < V; ++v){ if(!used[v]) dfs(v); } memset(used, 0 , sizeof(used)); int k = 0;//強連結成分を分ける番号 for (int i = vs.size() - 1; i >= 0; --i){//vsに入っている後ろのものからdfs if(!used[vs[i]]){ rdfs(vs[i], k); k++; } } return k;//強連結成分の数 } int main(void){ cin >> V;//頂点数n vector<int> level(V); for (int t = 0; t < V; ++t){ cin >> level[t]; int s; cin >> s; s--;//0origin if(s == t) continue;//自己ループは使わない add_edge(s, t); // s -> t } int num = scc();//numは強連結成分の個数 double sum = 0.0; for (int k = 0; k < num; ++k){//k番目の連結成分 vector<int> tmp_level, tmp_node; for (int i = 0; i < V; ++i){//ステージi if(cmp[i] == k){//k番目の連結成分の難易度を順に入れていく tmp_level.push_back(level[i]); tmp_node.push_back(i); } } if(tmp_level.size() == 1){//k番目の強連結成分はサイクルなし //この頂点に入ってくる辺がある(向きを逆にしたグラフで判定) if(rG[tmp_node[0]].size() > 0) sum += (double)tmp_level[0] / 2.0; //この頂点に入ってくる辺がない else sum += (double)tmp_level[0]; }else{//k番目の強連結成分はサイクル有り bool flag = false; rep(j, tmp_node.size()){//サイクル部分に対して入る辺がある if(rG[tmp_node[j]].size() > 2) flag = true; } if(flag){//全てが1/2 rep(l, tmp_level.size()){ sum += (double)tmp_level[l] / 2.0; } }else{//難易度が最小のもの以外1/2 sort(tmp_level.begin(), tmp_level.end()); rep(l, tmp_level.size()){ if(l == 0) sum += (double)tmp_level[l]; else sum += (double)tmp_level[l] / 2.0; } } } } printf("%.1f\n", sum); return 0; }