[AcWing]846. 树的重心(C++实现)树与图的dfs模板题
1. 题目
2. 读题(需要重点注意的东西)
思路:用深度优先搜索的思想,在每个节点处可以通过递归得到子节点总的数量,然后就可以求出除去每个节点后的最大连通子图的节点数量,最后输出最小的那个最大连通子图的节点数量即可。
如果对递归思想有疑问的同学,建议先划到下方,4. 可能有帮助的前置习题,在给出的链接中复习一下递归的思想。弄清楚递归是如何求得每个节点的子树的总的节点数量的。
我们将该问题分解为如下四个子问题:
1、树的重心的含义? 2、图是怎么存储的? 3、图是怎么遍历的? 4、怎么求除去该数后最大连通子图的节点数量?
1、树的重心的含义 有这样一幅无向图
去除1后,剩下的连通块数的最大值为6,有6个节点
同理,可以求出去除每个节点后,剩下的连通块数的最大值为,如下图红色标记 因此,剩下的连通块数的最大值最小为5,树的重心是2或者3
2、图是怎么存储的? 要想使用dfs来遍历树或图,首先要知道图是怎么存储的。 为了简便,我们在这里使用有向图来说明图的存储方式。 图一般用邻接表来存储,邻接表是由数组实现的 如有这样一个有向图
其相应的邻接表为 那么在加入一条边,在代码中如何实现呢? 其实其实质就是链表的插入,如在2节点后插入一条到8的边 其用代码实现就是
e[idx] = 8,ne[idx] = h[2],h[2] = idx ,idx ++ ;
抽象出来,在插入一条从a到b的边的代码就是
e[idx] = b,ne[idx] = h[a],h[a] = idx ,idx ++ ;
3、图是怎么遍历的? 现在我们知道如何插入一条边了,那么如何遍历这个邻接表呢? 对于上述的数组h,我们来尝试通过输入的节点u来遍历它 对于输入的节点u,起始节点是 h[u],下一个节点是ne[u],终止条件是 ne[u] = -1; 因此遍历的代码是
for(int i = h[u];i != -1; i = ne[i])
4、怎么求除去该数后最大连通子图的节点数量?
int s = dfs(j);
size = max(size, s);
sum += s;
- 用size保存最大连通块的节点数量
即子树的节点数和总节点减去子树的节点相比哪个大。 (因为除去某个节点时,子树为一个连通块,总节点减去子树为另一个连通块,size要保存这两个连通块中较大的一个)
size = max(size, s);
...
...
size = max(size, n - sum - 1);
- 用ans保存剩余各个节点的连通块数的最大值的最小值,只需要在每个节点求出最大连通块的数量时比较一下,取较小的那一个即可
ans = min(ans, size);
3. 解法
---------------------------------------------------解法---------------------------------------------------
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N = 100010, M = N * 2;
int n;
int h[N], e[M], ne[M], idx;
int ans = N;
bool st[N];
void add(int a, int b)
{
e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx ++ ;
}
int dfs(int u)
{
st[u] = true;
int size = 0, sum = 0;
for (int i = h[u]; i != -1; i = ne[i])
{
int j = e[i];
if (!st[j]){
int s = dfs(j);
size = max(size, s);
sum += s;
}
}
size = max(size, n - sum - 1);
ans = min(ans, size);
return sum + 1;
}
int main()
{
scanf("%d", &n);
memset(h, -1, sizeof h);
for (int i = 0; i < n - 1; i ++ )
{
int a, b;
scanf("%d%d", &a, &b);
add(a, b), add(b, a);
}
dfs(1);
printf("%d\n", ans);
return 0;
}
4. 可能有帮助的前置习题
5. 所用到的数据结构与算法思想
6. 总结
dfs遍历树和图的模板题,需要好好理解递归的思想,推荐熟记全部代码。
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