演算法訓練 安慰奶牛 (Kruskal-最小生成樹)
問題描述
Farmer John變得非常懶,他不想再繼續維護供奶牛之間供通行的道路。道路被用來連線N個牧場,牧場被連續地編號為1到N。每一個牧場都是一個奶牛的家。FJ計劃除去P條道路中儘可能多的道路,但是還要保持牧場之間 的連通性。你首先要決定那些道路是需要保留的N-1條道路。第j條雙向道路連線了牧場Sj和Ej(1 <= Sj <= N; 1 <= Ej <= N; Sj != Ej),而且走完它需要Lj的時間。沒有兩個牧場是被一條以上的道路所連線。奶牛們非常傷心,因為她們的交通系統被削減了。你需要到每一個奶牛的住處去安慰她們。每次你到達第i個牧場的時候(即使你已經到過),你必須花去Ci的時間和奶牛交談。你每個晚上都會在同一個牧場(這是供你選擇的)過夜,直到奶牛們都從悲傷中緩過神來。在早上 起來和晚上回去睡覺的時候,你都需要和在你睡覺的牧場的奶牛交談一次。這樣你才能完成你的 交談任務。假設Farmer John採納了你的建議,請計算出使所有奶牛都被安慰的最少時間。
輸入格式
第1行包含兩個整數N和P。
接下來N行,每行包含一個整數Ci。
接下來P行,每行包含三個整數Sj, Ej和Lj。
輸出格式
輸出一個整數, 所需要的總時間(包含和在你所在的牧場的奶牛的兩次談話時間)。
樣例輸入
5 7
10
10
20
6
30
1 2 5
2 3 5
2 4 12
3 4 17
2 5 15
3 5 6
樣例輸出
176
資料規模與約定
5 <= N <= 10000,N-1 <= P <= 100000,0 <= Lj <= 1000,1 <= Ci <= 1,000。
題目給的資料貌似有問題,照著網上看到的其他資料做了測試。
每個牧場間只有一條通路,還要安慰的時間最小,其實就是一個最小生成樹的題。安慰時間Ci是點的權值,Li是邊的權值。題目還要選定一個點作為往返點,自己拿書上一個連通圖做了測試,任意選擇節點遍歷,發現只有起始點是被經過次數最多的,那麼要滿足題目要求時間最小,即選擇權值最小的節點作為起點,邊權×2加上點權作為Kruskal的權重,最後加上一次起點權值,就是題目的答案。
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
#define MAX 100002 //最大邊數
typedef struct Edge{
int S,E,L;
}Edge;
Edge e[MAX];
int parent[MAX]; //指向根節點的節點陣列
//約定單個的節點陣列值為-1,陣列值的絕對值代表節點個數
int C[MAX];//每個點的權值
int sum=0;
int N,P;
int cmp(const void *a,const void *b)//呼叫qsort()快排函式的函式指標
{
Edge *c=(Edge *)a;
Edge *d=(Edge *)b;
return c->L - d->L;
}
int Find(int x){//查集,即返回該節點的根節點
int s;
for(s=x;parent[s]>=0;s=parent[s]);//這一句就是把x的根節點給了s
while(s!=x)//優化策略--壓縮路徑
{
int tmp=parent[x];
parent[x]=s;
x=tmp;
}
return s;
}
void Union(int S,int E){//並集
int r1=Find(S),r2=Find(E);//r1,r2分別為S和E的根節點
int tmp=parent[r1]+parent[r2];//tmp為負數,所以下面的比較要反著看
if(parent[r1]>parent[r2])//加權合併--如果r2小於r1
//那麼將兩個集合中元素個數少的根節點作為元素個數多的根節點的子節點
{
parent[r1]=r2;
parent[r2]=tmp;
}
else//反之
{
parent[r2]=r1;
parent[r1]=tmp;
}
}
int Kruskal(){
int S,E;
int sumweight=0,count=0;
for(int i=0;i<N;i++)//初始化parent陣列
parent[i]=-1;
qsort(e,P,sizeof(e[0]),cmp);//將所有邊的權值按從小到大排序
//這裡邊的權值是L=Li*2+Cs+Ce
for(int j=0;j<P;j++)
{
S=e[j].S;
E=e[j].E;
if(Find(S)!=Find(E))//如果兩個節點的根節點不相同,說明沒有生成迴路,那麼合併這兩個集合
{
sumweight+=e[j].L;
Union(S,E);
count++;
if(count >=N-1) {break;}
}
}
return sumweight;
}
int main()
{
int i,min=MAX;
int S,E,L;
cin>>N>>P;
for(i=0;i<N;i++)
{
cin>>C[i];
if(C[i]<min) min=C[i];//找出權值最小的那個點,就是睡覺的地方,最後要加上這一次睡覺時間
}
for(i=0;i<P;i++)
{
cin>>S>>E>>L;
e[i].S=S-1;
e[i].E=E-1;
e[i].L=L*2+C[S-1]+C[E-1];
}
cout<<min+Kruskal()<<endl;
return 0;
}