MYOJ_11705:(洛谷P1137)旅行计划(经典拓扑排序)

题目描述

小明要去一个国家旅游。这个国家有 N 个城市,编号为 1 至 N,并且有 M 条道路连接着,小明准备从其中一个城市出发,并只往东走到城市 i 停止。

所以他就需要选择最先到达的城市,并制定一条路线以城市 i 为终点,使得线路上除了第一个城市,每个城市都在路线前一个城市东面,并且满足这个前提下还希望游览的城市尽量多。

现在,你只知道每一条道路所连接的两个城市的相对位置关系,但并不知道所有城市具体的位置。现在对于所有的 i,都需要你为小明制定一条路线,并求出以城市 i 为终点最多能够游览多少个城市。

输入

第一行为两个正整数 N,M。

接下来 M 行,每行两个正整数 x,y,表示了有一条连接城市 x 与城市 y 的道路,保证了城市 x 在城市 y 西面。

  • 对于 20% 的数据,1≤N≤100;
  • 对于 60% 的数据,1≤N≤1000;
  • 对于 100% 的数据,1≤N≤100000,1≤M≤200000。
输出

N 行,第 i 行包含一个正整数,表示以第 i 个城市为终点最多能游览多少个城市。

样例输入输出

输入 #1

复制代码
5 6
1 2
1 3
2 3
2 4
3 4
2 5

输出 #1

复制代码
1
2
3
4
3

均选择从城市 1 出发可以得到以上答案。

思路

做这种题目,首先把题目抽象:

一个有向无权图上有N个节点和M条有向边,u->v表示u到v有边。要求找到以第i节点为终点的最长路径。

如果你脱口而出说用拓扑排序,那么你可能只做对了一半。 我们要理解为什么这道题可以用拓扑排序做。

能做拓扑排序的条件是:图是有向无环图(DAG)。

因为题目保证了城市u在城市v西面,所以是没有环的,因此使用拓扑排序是合理的。

同时,我们还需要在拓扑排序时进行动态规划(拓扑DP)。其中dp[i] 表示以 i 为终点的最长路径长度。

初始化时,设置所有入度为0的节点的dpi=1,因为自己肯定能到自己。

同时我们在队列中保存每一个节点对应的答案ans,这样方便操作。当找到符合条件的节点需要更新时,设dpv=u.ans+1,其中u到v有边。

这样做的原因是因为u能到的节点v都能到,外加上v自己这个节点。同时由于拓扑排序的无后效性的特点,保证了dpv更新时答案的最优性。

现在开始分步写代码:

STEP 1:输入,建好有向图,并统计入度。

STEP 2:写拓扑DP。注意queue中传入Node,包括编号和答案,方便dp数组调用。

STEP 3:按顺序输出dp数组即可。

代码
cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct Node
{
	int id,ans;
};
int n,m,x,y,deg[100005],dp[100005];
vector<int>edge[100005];
void topoDP()
{
	queue<Node>q;
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		if(deg[i]==0)
		{
			q.push({i,1});
			dp[i]=1;
		}
	}
	while(!q.empty())
	{
		Node u=q.front();
		q.pop();
		for(int v:edge[u.id])
		{
			if(--deg[v]==0)
			{
				q.push({v,u.ans+1});
				dp[v]=u.ans+1;
			}
		}
	}
}
int main()
{
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);
    cin>>n>>m;
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
    	cin>>x>>y;
    	edge[x].push_back(y);
    	deg[y]++;
	}
	topoDP();
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		cout<<dp[i]<<'\n';
	}
    return 0;
}
运行结果

感谢阅读,我们下期再会。

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