151 lines
5.5 KiB
Markdown
151 lines
5.5 KiB
Markdown
## [NC15707 可达性](https://ac.nowcoder.com/acm/problem/15707?&headNav=acm)
|
||
|
||
时间限制：$C/C++$ $1$秒，其他语言$2$秒
|
||
空间限制：$C/C++$ $262144K$，其他语言$524288K$
|
||
$64bit$ $IO$ $Format: \%lld$
|
||
|
||
#### 题目描述
|
||
给出一个 $0 ≤ N ≤ 10^5$ 点数、$0 ≤ M ≤ 10^5$ 边数的 **有向图**，
|
||
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。
|
||
|
||
**输入描述**:
|
||
第一行为两个整数 $1 ≤ n, m ≤ 10^5$，
|
||
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。
|
||
数据保证没有重边、自环。
|
||
|
||
**输出描述**:
|
||
第一行输出一个整数 $z$，表示作为答案的点集的大小；
|
||
第二行输出 $z$ 个整数，升序排序，表示作为答案的点集。
|
||
|
||
示例$1$
|
||
|
||
**输入**
|
||
```cpp {.line-numbers}
|
||
7 10
|
||
4 5
|
||
5 1
|
||
2 5
|
||
6 5
|
||
7 2
|
||
4 2
|
||
1 2
|
||
5 3
|
||
3 5
|
||
3 6
|
||
```
|
||
|
||
**输出**
|
||
```cpp {.line-numbers}
|
||
2
|
||
4 7
|
||
```
|
||
|
||
#### 思路
|
||
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$0$。
|
||
|
||
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
### $Code$
|
||
```cpp {.line-numbers}
|
||
#include <bits/stdc++.h>
|
||
using namespace std;
|
||
const int N = 1e5 + 10, M = N << 1;
|
||
|
||
int n, m;
|
||
int in[N]; // 入度数组
|
||
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
|
||
|
||
// 链式前向星
|
||
int e[M], h[N], idx, w[M], ne[M];
|
||
void add(int a, int b, int c = 0) {
|
||
e[idx] = b, ne[idx] = h[a], w[idx] = c, h[a] = idx++;
|
||
}
|
||
|
||
// 有向图求强连通分量
|
||
int stk[N], top; // tarjan算法需要用到的堆栈
|
||
bool in_stk[N]; // 是否在栈内
|
||
int dfn[N]; // dfs遍历到u的时间
|
||
int low[N]; // 从u开始走所能遍历到的最小时间戳
|
||
int ts; // 时间戳,dfs序的标识,记录谁先谁后
|
||
int id[N], scc_cnt; // 强连通分量块的最新索引号
|
||
int sz[N]; // sz[i]表示编号为i的强连通分量中原来点的个数
|
||
// tarjan算法求强连通分量
|
||
void tarjan(int u) {
|
||
dfn[u] = low[u] = ++ts;
|
||
stk[++top] = u;
|
||
in_stk[u] = 1;
|
||
for (int i = h[u]; ~i; i = ne[i]) {
|
||
int v = e[i];
|
||
if (!dfn[v]) {
|
||
tarjan(v);
|
||
low[u] = min(low[u], low[v]);
|
||
} else if (in_stk[v])
|
||
low[u] = min(low[u], dfn[v]);
|
||
}
|
||
|
||
if (dfn[u] == low[u]) {
|
||
++scc_cnt; // 强连通分量的序号
|
||
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
|
||
do {
|
||
x = stk[top--]; // 弹出节点
|
||
in_stk[x] = false; // 标识不在栈中了
|
||
id[x] = scc_cnt; // 记录每个节点在哪个强连通分量中
|
||
sz[scc_cnt]++; // 这个强连通分量中节点的个数+1
|
||
} while (x != u);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
int main() {
|
||
memset(h, -1, sizeof h);
|
||
scanf("%d %d", &n, &m);
|
||
|
||
while (m--) {
|
||
int a, b;
|
||
scanf("%d %d", &a, &b);
|
||
add(a, b); // 有向图
|
||
}
|
||
// Tarjan算法套路
|
||
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？
|
||
if (!dfn[i]) tarjan(i);
|
||
|
||
// 枚举所有出边
|
||
for (int u = 1; u <= n; u++)
|
||
for (int i = h[u]; ~i; i = ne[i]) {
|
||
int v = e[i];
|
||
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
|
||
if (a != b) in[b]++; // 则v所在的强连通分量的入度+1
|
||
}
|
||
|
||
// 遍历每个强连通分量，找出入度为0的强连通分量
|
||
for (int i = 1; i <= scc_cnt; i++)
|
||
if (!in[i]) flag[i] = 1;
|
||
|
||
// 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,
|
||
// 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
|
||
set<int> ans;
|
||
for (int i = 1; i <= n; i++) {
|
||
int x = id[i];
|
||
if (flag[x]) {
|
||
ans.insert(i);
|
||
flag[x] = 0;
|
||
}
|
||
}
|
||
cout << ans.size() << endl;
|
||
for (auto x : ans) cout << x << " ";
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 总结
|
||
- 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
|
||
- ② 利用$1 \sim scc_cnt$的循环，对于入度为零的$scc$进行标识
|
||
- 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
|
||
- ④ 用$set$可以避免用数组后再排序 |