题目传送门

前言

本题解内容均摘自我的 Tarjan 学习笔记

解法

Tarjan 与无向图

无向图与割点(割顶)

  • 在一个无向图中,不存在横叉边(因为边是双向的)。

  • 一个无向图中,可能不止存在一个割点。

  • 割点(割顶):在一个无向图中,若删除节点 \(x\) 以及所有与 \(x\) 相关联的边之后,图将会被分成两个或者两个以上不相连的子图,那么称 \(x\) 为这个图的割点(割顶)。

  • 判定法则:

    当遍历到一个节点 \(x\) 时,这个点为割点的情况有两种:

    • 该节点为根节点且子节点的个数大于 \(1\)(易知此时对于 \(x\) 的任意一个子节点 \(y\) 都有 \(dfn_x<low_y\)),则删掉这个节点 \(x\) 后必将导致子节点不连通,即该节点 \(x\) 为图的一个割点。
    • 该节点不为根节点,且存在一个子节点 \(y\) 使得 \(dfn_x \le low_y\)(子节点 \(y\) 可回溯到的最早节点不早于 \(x\) 点,即子节点 \(y\) 无法回到 \(x\) 的祖先节点),则删掉这个节点 \(x\) 后必将导致 \(x\) 的父节点与 \(x\) 的子节点不连通,即该节点 \(x\) 为图的一个割点。
    • 若不存在一个子节点 \(y\) 使得 \(dfn_x \le low_y\),说明子节点 \(y\) 能绕行其他边到达比 \(x\) 更早访问的节点,\(x\) 就不是本图的割点,即环内的点割不掉。
  • 应用:如图,节点 \((0,4,5,6,7,11)\) 为割点。

无向图与双连通分量

  • 若一个无向连通图不存在割点,则称它为点双连通图。
  • 无向图中极大的点双连通子图叫点双连通分量,即 v-DCC。
  • 在一张连通的无向图中,对于两个点 \(x\) 和 \(y\),如果删去哪个点(只能删去一个,且不能删去 \(x\) 和 \(y\) 自己)都不能使它们不连通,我们就说 \(x\) 和 \(y\) 点双连通。

点双连通分量

  • 点双连通分量

    • 若某个点为孤立点,则它自己单独构成一个 v-DCC。

    • 除了孤立点之外,点双连通分量的大小至少为 \(2\)。

    • 性质

      • 点双连通分量之间以割点连接,且两个点双连通分量之间有且只有一个割点。

        • 证明:若两个点双连通分量之间共用两个点,则删除其中任意一个点,所有点依旧连通。如图

      • 每一个割点可任意属于多个点双连通分量,因此求点双连通分量时,可能包含重复的点。

      • 每一个割点都在至少两个点双连通分量中。

        • 证明:在一个非点双连通图中,删去割点后图会不连通,故割点至少连接着图的两部分。但是因为点双连通图中不存在割点,所以这两部分肯定不在同一个点双连通分量中。因此割点至少存在于两个点双连通分量中。
      • 只有一条边连通的两个点也是一个点双连通分量。如图

      • 除了上一条中的情况外,其他的点双连通分量都满足任意两点间都存在不少于两条点不重复路径。

      • 任意一个不是割点的点都只存在于一个点双连通分量中。

      • 点双连通不具有传递性,如图,\((1,3)\) 点双连通,\((1,7)\) 点双连通,但是 \((3,7)\) 不点双连通。

    • 应用:如图,存在 \((1,2,3),(3,4),(4,5,6)\) 这三个点双连通分量。

    • 算法

      • 用一个栈存点,若遍历回到 \(x\) 时,发现割点判定法则 \(dfn_x \le low_y\) 成立,则从栈中弹出节点,直到 \(y\) 被弹出。那么,刚才弹出的节点和 \(x\) 一起构成一个 v-DCC。
    • 例题

      • luogu P8435 【模板】点双连通分量

        • 事实上在求割点的同时,同时可以顺便求出点双连通分量,维护一个栈在求割点的途中若有 \(dfn_x>low_y\),则将 \((x,y)\) 入栈;而当 \(dfn_x \le low_y\) 时,将栈中所有在 \((x,y)\) 之上的边全部取出,这些边所连接的点与 \(x\) 构成了一个点双连通分量,显然割点是可以属于多个点双连通分量的。
        • 每当新搜到一个节点时,将其压入栈中。
        • 当发现 \(x\) 的子节点 \(y\) 不能通过其他方式到达 \(x\) 的祖先,但可以到达 \(x\)(即 \(dfn_x \le low_y\) 成立),则弹出栈顶元素直到 \(y\) 弹出。
        • 弹出的所有元素组成的集合 \(E\) 加上 \(x\),则为一个点双连通分量。
          #include<bits/stdc++.h>
          using namespace std;
          #define ll long long
          #define endl '\n'
          struct node
          {
          int next,to;
          }e[4000001];
          vector<int>v_dcc[4000001];
          stack<int>s;
          int head[4000001],dfn[4000001],low[4000001],cnt=0,tot=0,ans=0;
          void add(int u,int v)
          {
          cnt++;
          e[cnt].next=head[u];
          e[cnt].to=v;
          head[u]=cnt;
          }
          void tarjan(int x,int fa)
          {
          int i,k=0;
          if(x==fa&&head[x]==0)//孤立点判定
          {
          ans++;
          v_dcc[ans].push_back(x);
          }
          tot++;
          dfn[x]=low[x]=tot;
          s.push(x);
          for(i=head[x];i!=0;i=e[i].next)
          {
          if(dfn[e[i].to]==0)
          {
          tarjan(e[i].to,fa);
          low[x]=min(low[x],low[e[i].to]);
          if(low[e[i].to]>=dfn[x])
          {
          ans++;
          v_dcc[ans].push_back(x);
          while(e[i].to!=k)//弹栈时不能弹出割点,因为割点属于多个点双连通分量
          {
          k=s.top();
          v_dcc[ans].push_back(k);
          s.pop();
          }
          }
          }
          else
          {
          low[x]=min(low[x],dfn[e[i].to]);
          }
          }
          }
          int main()
          {
          int n,m,i,j,u,v;
          cin>>n>>m;
          for(i=1;i<=m;i++)
          {
          cin>>u>>v;
          if(u!=v)//重边会影响结果,记得特判
          {
          add(u,v);
          add(v,u);
          }
          }
          for(i=1;i<=n;i++)
          {
          if(dfn[i]==0)//注意图可能不连通
          {
          tarjan(i,i);
          }
          }
          cout<<ans<<endl;
          for(i=1;i<=ans;i++)
          {
          cout<<v_dcc[i].size()<<" ";
          for(j=0;j<v_dcc[i].size();j++)
          {
          cout<<v_dcc[i][j]<<" ";
          }
          cout<<endl;
          }
          return 0;
          }
      • luogu B3610 [图论与代数结构 801] 无向图的块
        • 此题中的块即为大小不为 \(1\) 的点双连通分量,故不需要判断孤立点了。
        • 再按字典序排序一下就行。
        #include<bits/stdc++.h>
        using namespace std;
        #define ll long long
        #define endl '\n'
        struct node
        {
        int next,to;
        }e[4000001];
        vector<int>v_dcc[4000001];
        stack<int>s;
        int head[4000001],dfn[4000001],low[4000001],cnt=0,tot=0,ans=0;
        void add(int u,int v)
        {
        cnt++;
        e[cnt].next=head[u];
        e[cnt].to=v;
        head[u]=cnt;
        }
        void tarjan(int x,int fa)
        {
        int i,k=0;
        tot++;
        dfn[x]=low[x]=tot;
        s.push(x);
        for(i=head[x];i!=0;i=e[i].next)
        {
        if(dfn[e[i].to]==0)
        {
        tarjan(e[i].to,fa);
        low[x]=min(low[x],low[e[i].to]);
        if(low[e[i].to]>=dfn[x])
        {
        ans++;
        v_dcc[ans].push_back(x);
        while(e[i].to!=k)
        {
        k=s.top();
        v_dcc[ans].push_back(k);
        s.pop();
        }
        }
        }
        else
        {
        low[x]=min(low[x],dfn[e[i].to]);
        }
        }
        }
        bool cmp(vector<int> x,vector<int> y)
        {
        for(int i=0;i<min(x.size(),y.size());i++)
        {
        if(x[i]!=y[i])
        {
        return x[i]<y[i];
        }
        }
        return x.size()<y.size();
        }
        int main()
        {
        int n,m,i,j,u,v;
        cin>>n>>m;
        for(i=1;i<=m;i++)
        {
        cin>>u>>v;
        if(u!=v)
        {
        add(u,v);
        add(v,u);
        }
        }
        for(i=1;i<=n;i++)
        {
        if(dfn[i]==0)
        {
        tarjan(i,i);
        }
        }
        cout<<ans<<endl;
        for(i=1;i<=ans;i++)
        {
        sort(v_dcc[i].begin(),v_dcc[i].end());
        }
        sort(v_dcc+1,v_dcc+1+ans,cmp);
        for(i=1;i<=ans;i++)
        {
        for(j=0;j<v_dcc[i].size();j++)
        {
        cout<<v_dcc[i][j]<<" ";
        }
        cout<<endl;
        }
        return 0;
        }

B3610 [图论与代数结构 801] 无向图的块 题解的更多相关文章

  1. HDOJ 5409 CRB and Graph 无向图缩块

    无向图缩块后,以n所在的块为根节点,dp找每块中的最大值. 对于每一个桥的答案为两块中的较小的最大值和较小的最大值加1 CRB and Graph Time Limit: 8000/4000 MS ( ...

  2. Light OJ - 1026 - Critical Links(图论-Tarjan算法求无向图的桥数) - 带详细注释

     原题链接   无向连通图中,如果删除某边后,图变成不连通,则称该边为桥. 也可以先用Tajan()进行dfs算出所有点 的low和dfn值,并记录dfs过程中每个 点的父节点:然后再把所有点遍历一遍 ...

  3. (图论)51NOD 1212 无向图最小生成树

    N个点M条边的无向连通图,每条边有一个权值,求该图的最小生成树. 输入 第1行:2个数N,M中间用空格分隔,N为点的数量,M为边的数量.(2 <= N <= 1000, 1 <= M ...

  4. [USACO] 铺放矩形块 题解

    题目大意: 给定4个矩形块,找出一个最小的封闭矩形将这4个矩形块放入,但不得相互重叠.所谓最小矩形指该矩形面积最小. 思路: 枚举矩形的安放顺序,再按照题目所给的图判断即可,主要要想到枚举. 代码: ...

  5. usaco training 4.1.1 麦香牛块 题解

    Beef McNuggets题解 Hubert Chen Farmer Brown's cows are up in arms, having heard that McDonalds is cons ...

  6. COGS 2434 暗之链锁 题解

    [题意] 给出一个有n个点的无向图,其中有n-1条主要边且这些主要边构成一棵树,此外还有m条其他边,求斩断原图的一条主要边和一条其他边使得图不连通的方案数. 注意,即使只斩断主要边就可以使得原图不连通 ...

  7. acm算法模板(1)

    1. 几何 4 1.1 注意 4 1.2 几何公式 4 1.3 多边形 6 1.4 多边形切割 9 1.5 浮点函数 10 1.6 面积 15 1.7 球面 16 1.8 三角形 17 1.9 三维几 ...

  8. ACM-ICPC竞赛模板

    为了方便打印,不再将代码放到代码编辑器里,祝你好运. ACM-ICPC竞赛模板(1) 1. 几何 4 1.1 注意 4 1.2 几何公式 4 1.3 多边形 6 1.4 多边形切割 9 1.5 浮点函 ...

  9. 杭电ACM分类

    杭电ACM分类: 1001 整数求和 水题1002 C语言实验题——两个数比较 水题1003 1.2.3.4.5... 简单题1004 渊子赛马 排序+贪心的方法归并1005 Hero In Maze ...

  10. BFS总结

    能够用 BFS 解决的问题,一定不要用 DFS 去做! 因为用 Recursion 实现的 DFS 可能造成 StackOverflow! (NonRecursion 的 DFS 一来你不会写,二来面 ...

随机推荐

  1. [转帖]清除掉shared pool中某条sql语句方法

    https://www.xifenfei.com/2012/02/%E6%B8%85%E9%99%A4%E6%8E%89shared-pool%E4%B8%AD%E6%9F%90%E6%9D%A1sq ...

  2. [转帖] 记一次使用gdb诊断gc问题全过程

    记一次使用gdb诊断gc问题全过程   原创:扣钉日记(微信公众号ID:codelogs),欢迎分享,转载请保留出处. 简介# 上次解决了GC长耗时问题后,系统果然平稳了许多,这是之前的文章<G ...

  3. [转帖]xsos - Summarize system info from sosreports

    https://github.com/ryran/rsar I'M LOOKING FOR RSAR SCREEN SHOTS INTRO INSTALLATION EXAMPLES IN ACTIO ...

  4. [转帖]淫技巧 | 如何查看已连接的wifi密码

    https://blog.csdn.net/DynmicResource/article/details/120134984?spm=1001.2014.3001.5502 主题使用方法:https: ...

  5. [转帖]多CPU && 多核CPU | 多进程 && 多线程 | 并行 && 并发

    https://cloud.tencent.com/developer/article/1886157?areaSource=&traceId=   文章目录 区分 多CPU &&am ...

  6. 部署于K8S集群上面应用性能影响点推测

    前言 本人2017年第一次接触K8S. 中间断断续续学习K8S相关的内容. 但是最近一年,几乎没太有学习. 因为之前学习了四五年, 一直以为产品马上要用 结果一直被浇冷水. 去年开始学乖了. 不这么搞 ...

  7. 日志框架简介-Slf4j+Logback入门实践 | 京东云技术团队

    前言 随着互联网和大数据的迅猛发展,分布式日志系统和日志分析系统已广泛应用,几乎所有应用程序都使用各种日志框架记录程序运行信息.因此,作为工程师,了解主流的日志记录框架非常重要.虽然应用程序的运行结果 ...

  8. 【小实验】golang中的字节对齐

    作者:张富春(ahfuzhang),转载时请注明作者和引用链接,谢谢! cnblogs博客 zhihu Github 公众号:一本正经的瞎扯 使用golang来调用SIMD指令,发现程序崩溃了: __ ...

  9. Prompt实战优化

    1.概述 在深度学习领域,Prompt(提示语)被广泛应用于自然语言处理任务中,如文本生成.机器翻译和问答系统等.Prompt的设计对模型的性能和生成结果有着重要的影响,因此在实际应用中合理而有效地利 ...

  10. 手撕Vuex-添加全局$store

    经过上一篇的介绍,了解到了 Vuex 的实现本质就是一个插件,所以要做的事情就是实现这个插件的代码编写即可. 本篇文章主要是实现一个全局的 $store,这个 $store 是挂载在 Vue 的原型上 ...