最小生成树--Boruvka算法

参考文章

介绍

第一次听说这个算法。。
对于最小生成树一定学过prim和krusal,prim复杂度是O(n2)或者O(elogn)O(n^2)或者O(elogn)O(n2)O(elogn),krusal复杂度是O(eloge)O(eloge)O(eloge),这里介绍一下Boruvka算法
Boruvka算法解决某些特定问题非常好用:
给定n个点,每个点都有点权,任意两个点之间有边权,边权为两个点权用过某种计算方式得出(例如两点权之差),求最小生成树
点的数量为n,边的数量为n^2,当n=1e5,prim和Krusal都会超时,现在用Boruvka求最小生成树的算法:
考虑维护当前的连通块(初始每个点为独立的一个连通块)
对于每个连通块,找到一条与该连通块相连的,且另一端点不在此连通块中的边权最小的边
将所有的这些边加入到最小生成树,注意,当加入一个边时需要判断该点的两端点是否在同一连通块内。
重复若干遍上述操作,直到图连通
复杂度分析:每次连通块的个数至少减半,复杂度为O((n+m)logn),并查集操作是O(1)
本算法不常用于求裸的最小生成树(因为Krusal更好用)
在给出的题目情况中,我们只需要求出每个连通块相连的边权的最小边即可,在这种类型的题目中,这个东西的复杂度一般是O(nlogn)
所以可以在O(nlog2n)O(nlog^2n)O(nlog2n)的复杂度下解决此类问题
在这里插入图片描述

代码:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define LL long long
inline int read()
{int x= 0;int w= 0;char ch= 0;while (ch < '0' || ch > '9')w|= ch == '-', ch= getchar();while (ch >= '0' && ch <= '9')x= (x << 3) + (x << 1) + (ch ^ 48), ch= getchar();return w ? (-x) : x;
}
#define mp make_pair
const int N= 200005;
const int M= 500005;
const LL inf= 1e12;
int f[N], pd, n, m;
struct node
{int a, b;LL c;
} e[M];
pair<LL, LL> E[N];
int find(int k)
{return (k == f[k]) ? k : f[k]= find(f[k]);
}
LL Boruvka()
{LL res= 0;pd= 1;int num= 0;for (int i= 1; i <= n; i++)f[i]= i;while (num < n - 1) {int tmp= 0;for (int i= 1; i <= n; i++)E[find(i)]= mp(inf, inf);for (int i= 1; i <= m; i++) {int fa= find(e[i].a);int fb= find(e[i].b);if (fa == fb)continue;tmp++;//取最小的边,最小边一样取最小编号 E[fa]= min(E[fa], mp(e[i].c, i * 1ll)); E[fb]= min(E[fb], mp(e[i].c, i * 1ll));}if (tmp == 0)break;for (int i= 1; i <= m; i++) {int fa= find(e[i].a);int fb= find(e[i].b);if (fa == fb)continue;if ((E[fa] == mp(e[i].c, i * 1ll)) || (E[fb] == mp(e[i].c, i * 1ll))) {f[fa]= fb;res+= e[i].c;num++;}}}if (num < n - 1)pd= 0;return res;
}
int main()
{scanf("%d%d", &n, &m);for (int i= 1; i <= m; i++)scanf("%d%d%lld", &e[i].a, &e[i].b, &e[i].c);LL ans= Boruvka();if (!pd)printf("orz\n");elseprintf("%lld\n", ans);return 0;
}

题目:

CF1550F Jumping Around

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