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TangDou/AcWing/DCC/NC15707.md
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TangDou/AcWing/DCC/NC15707.md
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@@ -0,0 +1,151 @@
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## [NC15707 可达性](https://ac.nowcoder.com/acm/problem/15707?&headNav=acm)
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时间限制:$C/C++$ $1$秒,其他语言$2$秒
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空间限制:$C/C++$ $262144K$,其他语言$524288K$
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$64bit$ $IO$ $Format: \%lld$
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#### 题目描述
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给出一个 $0 ≤ N ≤ 10^5$ 点数、$0 ≤ M ≤ 10^5$ 边数的 **有向图**,
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输出一个尽可能小的点集,使得从这些点出发能够到达任意一点,如果有多个这样的集合,输出这些集合升序排序后字典序最小的。
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**输入描述**:
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第一行为两个整数 $1 ≤ n, m ≤ 10^5$,
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接下来 $M$ 行,每行两个整数 $1 ≤ u, v ≤ 10^5$ 表示从点 $u$ 至点 $v$ 有一条有向边。
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数据保证没有重边、自环。
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**输出描述**:
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第一行输出一个整数 $z$,表示作为答案的点集的大小;
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第二行输出 $z$ 个整数,升序排序,表示作为答案的点集。
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示例$1$
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**输入**
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```cpp {.line-numbers}
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7 10
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4 5
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5 1
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2 5
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6 5
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7 2
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4 2
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1 2
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5 3
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3 5
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3 6
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```
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**输出**
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```cpp {.line-numbers}
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2
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4 7
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```
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#### 思路
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让求一个点集,使得从这些点出发能够到达任意一点,即是求能否找到一些强连通分量,这些强连通分量的入度为$0$。
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如图,要想找到一个点集,使得从这些点出发能够到达任意一点,显然这个点集是$5$和$6$。$5$和$6$也都是一个独立的连通分量。
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如图,若是$5$和$6$同属于一个强连通分量,根据题目要求,让尽可能小的点集和字典序最小的,那输出一个$5$就可以了。
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因此,利用$tarjan$缩点,找出所有入度为$0$的强连通分量,找出里面最小一个的点。最后将所有的点再从小到大排序输出就行了。
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### $Code$
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```cpp {.line-numbers}
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#include <bits/stdc++.h>
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using namespace std;
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const int N = 1e5 + 10, M = N << 1;
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int n, m;
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int in[N]; // 入度数组
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bool flag[N]; // 用于判断所在连通分量是否是目标连通分量,是则为1
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// 链式前向星
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int e[M], h[N], idx, w[M], ne[M];
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void add(int a, int b, int c = 0) {
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e[idx] = b, ne[idx] = h[a], w[idx] = c, h[a] = idx++;
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}
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// 有向图求强连通分量
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int stk[N], top; // tarjan算法需要用到的堆栈
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bool in_stk[N]; // 是否在栈内
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int dfn[N]; // dfs遍历到u的时间
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int low[N]; // 从u开始走所能遍历到的最小时间戳
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int ts; // 时间戳,dfs序的标识,记录谁先谁后
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int id[N], scc_cnt; // 强连通分量块的最新索引号
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int sz[N]; // sz[i]表示编号为i的强连通分量中原来点的个数
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// tarjan算法求强连通分量
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void tarjan(int u) {
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dfn[u] = low[u] = ++ts;
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stk[++top] = u;
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in_stk[u] = 1;
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for (int i = h[u]; ~i; i = ne[i]) {
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int v = e[i];
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if (!dfn[v]) {
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tarjan(v);
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low[u] = min(low[u], low[v]);
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} else if (in_stk[v])
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low[u] = min(low[u], dfn[v]);
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}
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if (dfn[u] == low[u]) {
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++scc_cnt; // 强连通分量的序号
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int x; // 临时变量x,用于枚举栈中当前强连通分量中每个节点
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do {
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x = stk[top--]; // 弹出节点
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in_stk[x] = false; // 标识不在栈中了
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id[x] = scc_cnt; // 记录每个节点在哪个强连通分量中
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sz[scc_cnt]++; // 这个强连通分量中节点的个数+1
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} while (x != u);
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}
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}
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int main() {
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memset(h, -1, sizeof h);
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scanf("%d %d", &n, &m);
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while (m--) {
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int a, b;
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scanf("%d %d", &a, &b);
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add(a, b); // 有向图
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}
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// Tarjan算法套路
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for (int i = 1; i <= n; i++) // 疑问:如果有多个彼此不连通的连通块,那是不是不存在可以到达所有点的点集?
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if (!dfn[i]) tarjan(i);
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// 枚举所有出边
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for (int u = 1; u <= n; u++)
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for (int i = h[u]; ~i; i = ne[i]) {
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int v = e[i];
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int a = id[u], b = id[v]; // u和v不属于同一个强连通分量,且是u ->v
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if (a != b) in[b]++; // 则v所在的强连通分量的入度+1
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}
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// 遍历每个强连通分量,找出入度为0的强连通分量
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for (int i = 1; i <= scc_cnt; i++)
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if (!in[i]) flag[i] = 1;
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// 遍历每个节点,如果它所在有强连通分量是入度为零的,则把此点记录到答案数组中,
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// 并且,修改此强连通分量的入度不是0,防止再次被加入到答案数组中
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set<int> ans;
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for (int i = 1; i <= n; i++) {
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int x = id[i];
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if (flag[x]) {
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ans.insert(i);
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flag[x] = 0;
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}
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}
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cout << ans.size() << endl;
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for (auto x : ans) cout << x << " ";
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return 0;
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}
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```
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### 总结
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- ① $Tarjan$求出强连通分量后,再利用$1 \sim n$枚举所有边,统计一下每条边的两个端点是否在同一个$scc$中,统计每个$scc$的入度
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- ② 利用$1 \sim scc_cnt$的循环,对于入度为零的$scc$进行标识
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- ③ 从$1 \sim n$由小到大枚举每个点,发现所在$scc$的 入度为零,则将该点记录到答案中,并且设置$flag[id]=0$,这个非常妙,可以有效防止后续该$scc$中其它大的序号点入答案
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- ④ 用$set$可以避免用数组后再排序
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