题解 P5318 【【深基18.例3】查找文献】

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想必大家应该非常精通两种搜索算法——也就是深度优先搜索dfs广度优先搜索bfs了,这时好奇的宝宝们也许会问啦:深度和广度到底还有什么意思呢?其实它们还有另外一层含义——图的遍历

相信在座的各位应该知道图是个啥玩意,应该也知道“遍历”是啥:所谓“遍历”,就是把图上的每个顶点都找一遍呗!但是要找可不能瞎找,要不会把自己找晕,咱这里就有两种“防晕”的好方法!正所谓“举例是理解的试金石”,咱就拿样例来说!

方法A

咱们可以一步一步向前去走:

从1出发,先去最小的2

然后从2出发,沿路到5

再从5出发......咦?没路了?好吧那就回去到2吧

出发点又到了2,这时候5已经到过啦,那就去6

6又没路了,好办!回到2,由于2通往的5和6都来过了,所以再回去到1,这时候1的路中2已经走过了,没走过的最前一个是3,那就在走到3

........

就这样一步一步走过去,可以得到顺序:

1 2 5 6 3 7 8 4

这种方法就是一步一步去尝试,先从一条路走到黑,走完了就回去找另一条,总结成7个字就是“不撞南墙不回头”,有没有发现跟我们的“深度优先搜索”迷之相似???所以,我们叫它“图的深度优先遍历

方法B

想用这种方法,你需要掌握一项技能——分身术

还是从1出发,咱先把能走的都走一遍,依次到达2,3.4

1的走完了,咱就从下一个没往下走的地点开始,也就是从2出发,到达5,6

2的也走完了,目前最靠前的还没往下走过的点是3,好的,从3到达7,8

然后下一个没往下“扩展”的地点是4,哇,这时候7,8都已经走过了呢,那就走完啦

所以我们可以得到顺序:

1 2 3 4 5 6 7 8

总之就是把每个没有向下走过的地方都走一遍,如果你看懂了,你可以发现这个方法和“广度优先搜索”算法很像,我们就叫它“图的广度优先遍历

两种遍历方法都讲完了,接下来咱们考虑的就只有细节问题了,首先,这个题数据范围那么大,用邻接矩阵存肯定是会爆的,那咱们就用一种新的方法。

首先,我们用一个结构体vector(为了节省空间,咱用vector来存)存储每个边的起点和终点,然后用一个二维vector(也就是一个vector数组)存储边的信息

这个存储方法可能有点难理解,不过其实也没那么难:我们用e[a][b]=c,来表示顶点a的第b条边是c号边。咱举个栗子,还是拿样例说吧:

8 9
1 2 //0号边(由于vector的下标是从0开始的,咱就“入乡随俗”,从0开始)
1 3 //1号边
1 4 //2号边
2 5 //3号边
2 6 //4号边
3 7 //5号边
4 7 //6号边
4 8 //7号边
7 8 //8号边

最后二维vector中的存储会如下所示:

0 1 2 //1号顶点连着0、1、2号边
3 4 //2号顶点连着3、4号边
5   //3号顶点连着5号边
6 7 //4号顶点连着6、7号边
    //5号顶点没有边
    //6号顶点没有边
8   //7号顶点连着8号边
    //8号顶点没有边

看是不是对上号了?这个方法比较好懂,又节省空间,是个好方法。(此方法由大佬vectorwyx发明)

最后,别忘了题目要求:“如果有很多篇文章可以参阅,请先看编号较小的那篇

那就排序呗!咱们按照题目要求,按照终点从小到大排列,如果终点相同按起点从小到大排列 注意我们说的第几号边是指排序后的序号

//准备工作:
struct edge{
    int u,v; //记录边的结构体,u起点,v终点
};
vector <int> e[100001];  //存具体信息的二维vector
vector <edge> s;  //存边的结构体vector数组
bool cmp(edge x,edge y){  //排序规则
    if(x.v==y.v)  //v相同按u排序
    return x.u<y.u;
    else return x.v<y.v;  //否则按v从大到小排序
}
//main函数里的内容    
    int n,m;  
    cin>>n>>m; //n个顶点,m条边,没啥好说的
    for(int i=0;i<m;i++){ //m条边
        int uu,vv;  
        cin>>uu>>vv;  
        s.push_back((edge){uu,vv}); //初始化存边的s数组  
    }
    sort(s.begin(),s.end(),cmp);
        //优雅地排个序(别忘了vector的操作:start返回第一个(指针),end返回最后一个(指针))
    for(int i=0;i<m;i++)
        e[s[i].u].push_back(i); 
    //初始化e数组,在e[s[i].u](也就是i号边的起点s[i].u连接的边的数组)中存入i号边

接下来就是遍历的过程,由于你们对两种搜素的过程那么熟悉,一定可以看懂下面的没有注释的代码! (骗你们的,像我这么心地善良,怎么可能不给你们加注释)

bool vis1[100001]={0},vis2[100001]={0};
//vis数组用来判断有没有遍历过这个顶点,vis1用于深搜,vis2用于广搜(我才不会告诉你我懒得memset呢)
void dfs(int x){  //dfs——深度优先遍历,x表示当前遍历到x号顶点
    vis1[x]=1;  //这个顶点已经走过啦!
    cout<<x<<" "; //输出~
    for(int i=0;i<e[x].size();i++){ //一条一条边去搜索
        int point=s[e[x][i]].v;  //找出当前这条边(也就是e[x][i])的终点
        if(!vis1[point]){   //如果这个点没走过
            dfs(point); //那就接着往下搜吧!
        }
    }
}
void bfs(int x){   //bfs——广度优先遍历(x依然是第几号顶点,不过既然不递归其实传这个参数也没啥用)
    queue <int> q;  //没有队列那还叫广搜吗
    q.push(x);  //先把第一个顶点推进去,输出,标记访问过
    cout<<x<<" ";  
    vis2[x]=1; 
    while(!q.empty()){   //广搜板子,上!
        int fro=q.front();  //把队首取出来
        for(int i=0;i<e[fro].size();i++){   //每条边去试
            int point=s[e[fro][i]].v;  //取终点(和dfs差不多)
            if(!vis2[point]){  //没访问过,推进去,输出,标记
                q.push(point); 
                cout<<point<<" ";
                vis2[point]=1;
            }
        }
        q.pop();  //队首搜完啦!把它弄出去
    }
}

这篇题解就到这里啦!Finally:AC code:

#include<iostream>  //头文件头文件头文件
#include<vector>
#include<queue>
#include<algorithm>
using namespace std;  
struct edge{       //存边结构体
    int u,v;
}; 
vector <int> e[100001];  //两个vector刚才已经详细讲过了
vector <edge> s;
bool vis1[100001]={0},vis2[100001]={0}; //标记数组
bool cmp(edge x,edge y){  //排序规则
    if(x.v==y.v)
    return x.u<y.u;
    else return x.v<y.v;
}
void dfs(int x){  //深度优先遍历
    vis1[x]=1;
    cout<<x<<" ";
    for(int i=0;i<e[x].size();i++){
        int point=s[e[x][i]].v;
        if(!vis1[point]){
            dfs(point);
        }
    }
}
void bfs(int x){  //广度优先遍历
    queue <int> q;
    q.push(x);
    cout<<x<<" ";
    vis2[x]=1;
    while(!q.empty()){
        int fro=q.front();
        for(int i=0;i<e[fro].size();i++){
            int point=s[e[fro][i]].v;
            if(!vis2[point]){
                q.push(point); 
                cout<<point<<" ";
                vis2[point]=1;
            }
        }
        q.pop();
    }
}
int main(){
    int n,m;  //输入,存边
    cin>>n>>m; 
    for(int i=0;i<m;i++){
        int uu,vv;
        cin>>uu>>vv;
        s.push_back((edge){uu,vv});   
    }
    sort(s.begin(),s.end(),cmp);  //排序
    for(int i=0;i<m;i++)   
        e[s[i].u].push_back(i); 
    dfs(1);   //从1号顶点开始深搜
    cout<<endl;
    bfs(1);   //广搜亦同理
}

The End~~~