POJ1182 食物链 (带权并查集,一定要搞清楚更新关系的时间先后顺序)

题目

动物王国中有三类动物A,B,C,这三类动物的食物链构成了有趣的环形。A吃B, B吃C,C吃A。
现有N个动物,以1-N编号。每个动物都是A,B,C中的一种,但是我们并不知道它到底是哪一种。
有人用两种说法对这N个动物所构成的食物链关系进行描述:
第一种说法是"1 X Y",表示X和Y是同类。
第二种说法是"2 X Y",表示X吃Y。
此人对N个动物,用上述两种说法,一句接一句地说出K句话,这K句话有的是真的,有的是假的。当一句话满足下列三条之一时,这句话就是假话,否则就是真话。
1: 当前的话与前面的某些真的话冲突,就是假话;
2: 当前的话中X或Y比N大,就是假话;
3: 当前的话表示X吃X,就是假话。
你的任务是根据给定的N(1 <= N <= 50,000)和K句话(0 <= K <= 100,000),输出假话的总数。

题目大意

题目要求根据动物之间的吃与被吃关系通过并查集把他们连起来,输出语句出现矛盾时,默认先输入的正确(此矛盾不包括,1、自身矛盾,2、与N矛盾)

解题思路

用两个数组,一个标记是查看过其处于食物链中与其父节点的关系,一个记录父节点
0: 此节点与其父节点是同类
1: 此节点被其父节点吃
2: 此节点吃其父节点。
但是题目中type=2表示的是输入的X吃Y,type=1X和Y为同类标记应该为定义中的0,所以题目给的数据需要进行如下的处理才能进行应用

lvl[爷爷] = ( lvl[父亲] + lvl[儿子] ) % 3 【*】

pre[i] = pre[pre[i]];
lvl[i] = ( lvl[i] + lvl[pre[i]]) % 3;

pre[yy] = ( ( type - 1 ) +(3 - lvl[y]) + lvl[x])% 3;

(type - 1): x与y之间的关系即lvl数组所存的(由公式【*】可知)
(3 - lvl[y]): 反推y与其根结点的关系(输入得出的值是反向的),即就是 以y为根节点时,其父节点的lvl[ ]
((3 - lvl[y]) + ( depth - 1 ) ): y的父节点与x的关系lvl[]
最后可以推出
pre[yy] = ( ( type - 1 ) +(3 - lvl[y]) + lvl[x])% 3; (【同余定理】: 给定一个正整数m,如果两个整数a和b满足(a-b)能够被m整除,即(a-b)/m得到一个整数,那么就称整数a与b对模m同余,记作a≡b(mod m)。对模m同余是整数的一个等价关系。)

把一个物种y并成x的子节点,那么x的其余子节点就要通过公式【*】更新它们与y的关系

输入输出分析

Sample Input

100 7// N个动物,K输入话的数量
1 101 1//(与N,谎言+1)
             lie = 1
2 1 2  //1吃2
             xx: pre[1] = 2  lvl[1] = 1
             yy: pre[2] = 2  lvl[2] = 0
             lie = 1
2 2 3  //2吃3
             xx: pre[2] = 3  lvl[2] = 1
             yy: pre[3] = 3  lvl[3] = 0
             lie = 1
2 3 3  //3吃3(与自身矛盾,谎言+1)
             lie = 2
1 1 3  //1与3同类(与之前输入的语句矛盾,谎言+1)
             lie = 3
2 3 1  //3吃1
             lie = 3
1 5 5  //5与5同类
             lie = 3

Sample Output

3

代码分析

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <algorithm>
using namespace std;

int pre[55555];//记录当前节点与其父节点关系的数组
int lvl[55555]; //记录其处于食物链中吃与被吃关系(0,1,2)的数组
int i, j, n, k;
void ini()  //初始化并查集
{
    memset(lvl, 0, sizeof(lvl));
    for(i = 0; i <= n; i++)
        pre[i]=i;
}

int Find(int z) //查找
{
    int res;
    if(z == pre[z]) return pre[z];//一定要先找其祖先节点再赋值,不然会造成当前节点的父节点的lvl[]出错
    res = Find(pre[z]);
    lvl[z]=(lvl[z] + lvl[pre[z]])%3;//确定父子关系
    return pre[z] = res;
}

int Union(int type, int x,int y) //合并
{
    int xx, yy;
    xx = Find(x);
    yy = Find(y);
    if(xx == yy)//type = 1 时xx != yy 则此话为假。
                //type = 2 时 xx = yy (即x,y是同类,或y吃x则此话为假。
    {
        if((lvl[x]-lvl[y]+3)%3 == type-1) return 0;
        else return 1;
    }
    pre[xx] = yy;//y所在集合的根节点的father设置成x所在集合的根节点
    lvl[xx] = (type-lvl[x]+lvl[y]+2)%3;
    return 0;
}

int main()
{
    int type, x1, x2, lie; //type 表示每一组数据的类型,同类还是被吃
    scanf("%d%d",&n, &k);
    ini();
    lie = 0;
    for(i = 0; i < k; i++)
    {
        scanf("%d%d%d", &type, &x1, &x2);
        if(x1==x2 && type==2) //自己不可能吃自己,假话
            lie++;
        else if(x1>n || x2>n) //物种编号不可能比总物种数大,假话
            lie++;
        else //x与y不在同一集合,先合并,再通过Union函数里的一个判断的返回值判定其是否为假话
            lie += Union(type, x1, x2);
    }
    printf("%d\n", lie);
    return 0;
}

测试数据(盗来的【捂脸】)

http://poj.org/showmessage?message_id=93058

参考题解网址(【继续捂脸】)

http://blog.csdn.net/c0de4fun/article/details/7318642/
http://wxdlut.blog.163.com/blog/static/128770158200982754311269/

Ps.
这题最开始是套模板,后来推公式重写一遍,过程太销魂了~
重点还是在于每一个物种之间的关系,毕竟是食物链。。。
第一个坑点就是真实关系其实是输出数据的反转
第二个坑点就是
一定要先找其祖先节点再赋值,不然会造成当前节点的父节点的lvl[]出错!!
一定要先找其祖先节点再赋值,不然会造成当前节点的父节点的lvl[]出错!!
一定要先找其祖先节点再赋值,不然会造成当前节点的父节点的lvl[]出错!!
当时图快没注意这个。。wa了三四发。。。
原因在于查找过程中因为压缩路径会改变和其有关系的变量的值,这个对下一步更新关系,影响非常大
还有一个,两个特判不能漏

各人建议,一定要手推那几个计算关系的方程

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