UVALive 5713 Qin Shi Huang's National Road System(次小生成树)

题意:对于已知的网络构建道路,使城市两两之间能够互相到达。其中一条道路是可以免费修建的,问需要修建的总长度B与免费修建的道路所连接的两城市的人口之和A的比值A/B最大是多少。

因为是求A/B的最大值,自然A越大,B越小越好。B的最小值是可以用最小生成树算法求解的,但是,由于免费修建一条道路,使得B值<最小生成树的权值和cnt。

于是,就要考虑究竟选择哪条边作为免费修建?只考虑生成树上的边还是全部边都要考虑?仔细想一下,就会发现任何一条边都存在这样的可能性。而A/B的值同时收A、B的影响,即B可以稍微大一点,只要A增大的倍数更大,那么A/B就会出现一个更优解。

至此,选择枚举每一条边(u,v)作为可能免费修建的边。当然,若它在最小生成树上,那么B==cnt-边权;若它不在最小生成树上,那么加上该条边相当于在树形结构上构造了一个环,那么减去环上任何一条边(当然不能是新加的这条边),又构成一棵树。当删除的是原树上u,v两点唯一路径上权值最大的一条边时,这棵树就是对应于所加的边(u,v)“次小生成树”(这里的次小不是真正的次小)。为什么一定是当前次小呢?由kruskal算法可知,这是通过贪心构造出的一棵树,新加上的边必然是环上的最大值(否则就不会是最小生成树了),而不在环上的边可以保证最小,所以通过如上构造,得到了一棵确定选择边(u,v)后的最小生成树,也是原图的一颗次小生成树(究竟是不是真的是次小,要比较完全部的“次小生成树”才能得到,并且注意次小生成树不唯一)。

用prim算法实现,记录(u,v)两两之间的路径上的最大值:每次记录即将加入生成树的点v与已加入的点之间的最大值,f[v]=max{f[u],w(u,v)},u是v的父亲。

 #include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<algorithm>
#define clr(a,m) memset(a,m,sizeof(a))
#define rep(i,a,b) for(int i=a;i<=b;i++)
using namespace std; const int MAXN=;
const double INF =1e9; struct Point{
int c;
double x,y;
}p[MAXN]; double mp[MAXN][MAXN],f[MAXN][MAXN]; double d[MAXN];
int vis[MAXN],fa[MAXN]; double prim(int n)
{
vector<int>q;
double cnt=; clr(vis,);
rep(i,,n)
d[i]=INF;
d[]=;
fa[]=;
rep(i,,n){
int x;
double m=INF;
rep(y,,n)
if(!vis[y]&&d[y]<m)
m=d[x=y];
vis[x]=true;
cnt+=mp[fa[x]][x]; int sz=q.size();
rep(j,,sz-){
f[q[j]][x]=f[x][q[j]]=max(f[q[j]][fa[x]],mp[fa[x]][x]);
}
q.push_back(x); rep(y,,n)
if(!vis[y]&&mp[x][y]<d[y]){
d[y]=mp[x][y];
fa[y]=x;
}
}
return cnt;
} void print(int n,double cnt)
{
double m=;
rep(i,,n)
rep(j,i+,n){
double s=cnt-f[i][j];
double t=p[i].c+p[j].c;
m=max(m,t/s);
}
printf("%.2f\n",m);
} int main()
{
int T,n;
scanf("%d",&T);
while(T--)
{
scanf("%d",&n);
rep(i,,n)
scanf("%lf%lf%d",&p[i].x,&p[i].y,&p[i].c);
rep(i,,n){
mp[i][i]=;
rep(j,i+,n)
mp[i][j]=mp[j][i]=sqrt((p[i].x-p[j].x)*(p[i].x-p[j].x)+(p[i].y-p[j].y)*(p[i].y-p[j].y));
}
double cnt=prim(n);
print(n,cnt);
}
return ;
}
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