保研机试训练Day-15

最小生成树 && 二分图

Posted by Jeffzzc on April 7, 2025

最小生成树算法

Kruskal算法求最小生成树

给定一个 n 个点 m 条边的无向图,图中可能存在重边和自环,边权可能为负数。

求最小生成树的树边权重之和,如果最小生成树不存在则输出 impossible

给定一张边带权的无向图 G=(V,E),其中 V 表示图中点的集合,E 表示图中边的集合

V 中的全部 n 个顶点和 En1 条边构成的无向连通子图被称为 G 的一棵生成树,其中边的权值之和最小的生成树被称为无向图 G 的最小生成树。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n,m;
const int N = 200010;
int p[N];

struct Edge{
    int a,b,w;
    bool operator < (const Edge &W)const {
        return this->w<W.w;
    }
}edges[N];

int find(int x){
    if(p[x] != x){
        p[x] = find(p[x]);
    }
    return p[x];
}
int main(){
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i=0;i<m;i++){
        int a,b,c;
        scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
        edges[i] = {a,b,c};
    }
  
    sort(edges,edges + m);
  
    for(int i=1;i<=n;i++) p[i] = i;
    int res=0,cnt=0;
    for(int i=0;i<m;i++){
        int a=edges[i].a,b = edges[i].b, w = edges[i].w;
        a = find(a),b = find(b);
        if(a!=b){
            p[a] = b;
            res += edges[i].w; //权重之和
            cnt ++;   //边数
        }
    }
  
    if(cnt < n-1) puts("impossible");
    else printf("%d\n",res);
    return 0;
}

二分图

染色法判定二分图

给定一个 n 个点 m 条边的无向图,图中可能存在重边和自环。请你判断这个图是否是二分图。

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int N = 100010, M = 200010;
int n,m;
int h[N],e[M],ne[M],idx;
int color[N];
void add(int a,int b){
    e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx++;
}

bool dfs(int u,int c){
    color[u] = c;
    for(int i=h[u];i!=-1;i=ne[i]){
        int j = e[i];
        if(!color[j]){
            if(!dfs(j, 3-c)) return false;
        }
        else if(color[j] == c) return false;
    }
  
    return true;
}
int main(){
    scanf("%d%d",&n,&m);
    memset(h, -1, sizeof h);
    while(m--){
        int a,b;
        scanf("%d%d",&a,&b);
        add(a,b),add(b,a);
    }
    bool flag = true;
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if(!color[i]){
            if(!dfs(i, 1)){
                flag = false;
                break;
            }
        }
    }
    if(flag) printf("Yes");
    else printf("No");
    return 0;
}

匈牙利算法求最大匹配

给定一个二分图,其中左半部包含 n1个点(编号 1∼n1),右半部包含 n2个点(编号 1n2),二分图共包含 m 条边。

数据保证任意一条边的两个端点都不可能在同一部分中。

请你求出二分图的最大匹配数。

二分图的匹配:给定一个二分图 G,在 G 的一个子图 M 中,M 的边集 {E} 中的任意两条边都不依附于同一个顶点,则称 M 是一个匹配。

二分图的最大匹配:所有匹配中包含边数最多的一组匹配被称为二分图的最大匹配,其边数即为最大匹配数。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

const int N = 510, M = 100010;

int n1,n2,m;
int h[N],e[M],ne[M],idx;
int match[N];
bool st[N];
void add(int a,int b){
    e[idx]=b,ne[idx]=h[a],h[a]=idx++;
}
bool find(int x){
    for(int i = h[x]; i != -1; i = ne[i]){
        int j = e[i];
        if(!st[j]){
            st[j] = true;
            if(match[j] == 0 || find(match[j])){
                match[j] = x;
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}

int main(){
    cin>>n1>>n2>>m;
    memset(h, -1, sizeof h);
  
    while(m--){
        int a,b;
        cin>>a>>b;
        add(a,b);
    }
    int res = 0;
    for(int i=1;i<=n1;i++){
        memset(st, false, sizeof st);
        if(find(i)) res++;
    }
    cout << res << endl;
    return 0;
}