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蓝桥杯AcWing学习笔记 6-3图论的学习(附相关蓝桥真题:交换瓶子、大臣的旅费)(Java)
阅读量:796 次
发布时间:2023-03-25

本文共 1469 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

图论问题分析与解决方案

在本次蓝桥杯题目中,我们需要解决一个关于图论的问题,具体来说是将n个点构成的图中的环通过交换操作来调整,直到达到k个环的目标。每次交换两个点会影响环的数量,因此我们需要找到最少交换次数来实现目标。

问题分析

  • 图结构:题目中给出的图由n个点和n条边组成,每个点的出度和入度均为1。这意味着整个图由若干个环组成。

  • 交换操作影响

    • 同一环交换:交换同一环内的两个点会将这个环分成两个更小的环,增加一个环的数量。
    • 不同环交换:交换不同环内的两个点会将两个环合并成一个更大的环,减少一个环的数量。
  • 目标:通过交换操作,将n个环调整为k个环,寻找最少交换次数。

  • 解决方案

    通过分析交换操作对环数量的影响,我们可以得出以下结论:

    • 每次交换操作可以使环数量增加或减少1个。
    • 为了将n个环调整为k个环,最少需要的交换次数为|n - k|次。因为每次交换最多只能改变环的数量1个,所以要达到目标,至少需要n - k次操作。

    代码实现

    为了验证上述结论,我们可以编写一个简单的Java程序来统计环的数量并输出结果。以下是代码的实现思路和步骤:

  • 读取输入:从标准输入读取点的数量n和每个点指向的位置信息。
  • 判重数组:使用一个boolean数组st来记录哪些点已经被访问过。
  • 统计环的数量:对于每个未被访问的点,进行深度优先搜索(DFS),找到所有环,并标记这些点为已访问。
  • 计算结果:根据环的数量计算最少交换次数,并输出结果。
  • 代码示例

    import java.util.Scanner;
    public class Main {
    static final int N = 10010;
    static int[] b = new int[N];
    static boolean[] st = new boolean[N];
    public static void main(String[] args) {
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    int n = sc.nextInt();
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
    b[i] = sc.nextInt();
    }
    int cnt = 0;
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
    if (!st[i]) {
    cnt++;
    for (int j = i; !st[j]; j = b[j]) {
    st[j] = true;
    }
    }
    }
    System.out.print(n - cnt);
    }
    }

    代码解释

  • 读取输入:使用Scanner读取输入数据。b数组存储每个点指向的位置信息。
  • 判重数组初始化st数组用于记录点的访问状态。
  • 统计环的数量:遍历每个点,如果点未被访问过,则进行DFS,找到所有环,并标记这些点为已访问。
  • 计算并输出结果:根据环的数量计算最少交换次数并输出。
  • 总结

    通过分析交换操作对环数量的影响,我们得出结论:将n个环调整为k个环,最少需要n - k次交换操作。代码实现验证了这一结论,确保了正确性和效率。

    转载地址:http://pzhfk.baihongyu.com/

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