【洛谷 B3611】【模板】传递闭包 题解(有向图+邻接矩阵+位集合+传递闭包+位运算)

【模板】传递闭包

题目描述

给定一张点数为 n n n 的有向图的邻接矩阵,图中不包含自环,求该有向图的传递闭包。

一张图的邻接矩阵定义为一个 n × n n\times n n×n 的矩阵 A = ( a i j ) n × n A=(a_{ij})_{n\times n} A=(aij)n×n,其中

a i j = { 1 , i 到 j 存在直接连边 0 , i 到 j 没有直接连边 a_{ij}=\left\{ \begin{aligned} 1,i\ 到\ j\ 存在直接连边\\ 0,i\ 到\ j\ 没有直接连边 \\ \end{aligned} \right. aij={1,i 到 j 存在直接连边0,i 到 j 没有直接连边

一张图的传递闭包定义为一个 n × n n\times n n×n 的矩阵 B = ( b i j ) n × n B=(b_{ij})_{n\times n} B=(bij)n×n,其中

b i j = { 1 , i 可以直接或间接到达 j 0 , i 无法直接或间接到达 j b_{ij}=\left\{ \begin{aligned} 1,i\ 可以直接或间接到达\ j\\ 0,i\ 无法直接或间接到达\ j\\ \end{aligned} \right. bij={1,i 可以直接或间接到达 j0,i 无法直接或间接到达 j

输入格式

输入数据共 n + 1 n+1 n+1 行。

第一行一个正整数 n n n。

第 2 2 2 到 n + 1 n+1 n+1 行每行 n n n 个整数,第 i + 1 i+1 i+1 行第 j j j 列的整数为 a i j a_{ij} aij。

输出格式

输出数据共 n n n 行。

第 1 1 1 到 n n n 行每行 n n n 个整数,第 i i i 行第 j j j 列的整数为 b i j b_{ij} bij。

样例 #1

样例输入 #1

复制代码
4
0 0 0 1
1 0 0 0
0 0 0 1
0 1 0 0

样例输出 #1

复制代码
1 1 0 1
1 1 0 1
1 1 0 1
1 1 0 1

提示

对于 100 % 100\% 100% 的数据, 1 ≤ n ≤ 100 1\le n\le 100 1≤n≤100,保证 a i j ∈ { 0 , 1 } a_{ij}\in\{0,1\} aij∈{0,1} 且 a i i = 0 a_{ii}=0 aii=0。


思路

首先从输入中读取节点数量 n,并创建一个大小为 n × n n \times n n×n 的 bitset 矩阵 a 来存储邻接矩阵。通过两层循环读取邻接矩阵的内容。

在获取邻接矩阵后,使用另外两层循环对邻接矩阵进行处理,计算传递闭包。对于每一个节点 j,遍历所有其他节点 i,如果节点 i 到节点 j 有边,则将节点 j 可达的所有节点标记为节点 i 可达。这一步通过 bitsetoperator|= 实现,即 a[i] |= a[j];

最后,输出处理后的邻接矩阵,即传递闭包。

注意

必须先处理节点 j,再处理节点 i。在外层循环中遍历 j,在内层循环中遍历 i,以保证正确计算出所有的可以到达的节点。

如果反过来,先遍历 i,再遍历 j,那么在处理节点 i 的时候,可能会错过一些通过节点 j 可以到达的节点。

例如,如果先处理节点 i,然后再处理节点 j,那么在处理节点 i 的时候,可能会错过节点 k,因为此时还没有处理节点 j,所以还不知道节点 i 可以通过节点 j 到达节点 k


AC代码

cpp 复制代码
#include <iostream>
#define AUTHOR "HEX9CF"
using namespace std;
using ll = long long;

const int N = 1e3 + 7;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int MOD = 1e9 + 7;

ll n;
bool a[N][N];

int main() {
	ios::sync_with_stdio(0);
	cin.tie(0);
	cout.tie(0);

	cin >> n;
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		for (int j = 1; j <= n; j++) {
			cin >> a[i][j];
		}
	}

	for (int k = 1; k <= n; k++) {
		for (int i = 1; i <= n; i++) {
			for (int j = 1; j <= n; j++) {
				a[i][j] |= (a[i][k] & a[k][j]);
			}
		}
	}

	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		for (int j = 1; j <= n; j++) {
			cout << a[i][j] << " ";
		}
		cout << "\n";
	}
	return 0;
}
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