✏️ 纠错
第 155 题 / 共 155 题

题目描述

给定一张包含 n 个结点 m 条边的带权连通无向图,结点依次以 1,2,…,n 编号,第 i 条边(1≤i≤m)连接结点 ui​ 与结点 vi​,边权为 wi​。

对于每条边,请你求出从图中移除该条边后,图的最小生成树中所有边的边权和。特别地,若移除某条边后图的最小生成树不存在,则输出 −1。

输入格式

第一行,两个正整数 n,m,分别表示图的结点数与边数。

接下来 m 行中的第 i 行(1≤i≤m)包含三个正整数 ui​,vi​,wi​,表示图中连接结点 ui​ 与结点 vi​ 的边,边权为 wi​。

输出格式

输出共 m 行,第 i 行(1≤i≤m)包含一个整数,表示移除第 i 条边后,图的最小生成树中所有边的边权和。若移除第 i 条边后图的最小生成树不存在,则输出 −1。

输入输出样例

输入 #1

5 5
1 2 4
2 3 3
3 4 1
2 5 2
3 1 8

输出 #1

14
15
-1
-1
10

输入 #2

6 10
1 2 6
2 3 3
3 1 4
3 4 5
4 5 8
5 6 2
6 4 1
3 2 4
5 4 4
3 3 6

输出 #2

15
16
17
-1
15
17
18
15
15
15

说明/提示

子任务编号 测试点占比 n m 特殊性质
1 20% ≤50 ≤100 -
2 30% ≤105 ≤105 n=m
3 30% ≤500 ≤2×104 -
4 20% ≤105 ≤105 -

对于所有测试点,保证 1≤n≤105,1≤m≤105,1≤ui​,vi​≤n,1≤wi​≤109。

📝 题目解析

题目大意:对于无向图的每条边,请你求出从图中移除该条边后,图的最小生成树中所有边的边权和。特别地,若移除某条边后图的最小生成树不存在,则输出 −1。
考点:MST,并查集,LCA,(数链剖分也可解)

思路解析:
该题有多种做法,这里提供倍增思路,先跑一遍 kruskal 求出原图的最小生成树,将所有边分成了两类:在最小生成树上的与不在的。如果一条边不在最小生成树上,删去并不影响结果。可以通过加标记进行处理,如果在最小生成树上,那么删去这条边后,变成了两个连通块,需要另外一条非树边代替。如果找不到边代替则无解,否则倍增或树剖找出连接这两个连通块的最短的边,这种方式维护和严格次小生成树几乎相同,当然也可以枚举所有非树边,然后更新路径上的最小值,这个可以用倍增表维护。最后增加的答案即为连上的边减去断掉的边,注意特判 −1的情况。

参考程序

#include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std;

const int N = 1e5 + 5;
const int M = 2e5 + 5;
const long long oo = 1e18;

int n, m;
int u[M], v[M], w[M], p[M];
int h[N], id[M], nx[M], et;
int f[N], mark[M];
long long s, ans[M];
int dep[N], pid[N];

bool cmp(int x, int y) {
    return w[x] < w[y];
}

int getf(int u) {
    return f[u] ? f[u] = getf(f[u]) : u;
}

void link(int x, int p) {
    id[++et] = p;
    nx[et] = h[x];
    h[x] = et;
}

void dfs(int x, int f=0, int p=0) {
    dep[x] = dep[f] + 1;
    pid[x] = p;
    for (int i = h[x]; i; i = nx[i]) {
        int to = u[id[i]] ^ v[id[i]] ^ x;
        if (to != f)
            dfs(to, x, id[i]);
    }
}

int main() {
    scanf("%d%d", &n, &m);
    for (int i = 1; i <= m; i++) {
        scanf("%d%d%d", &u[i], &v[i], &w[i]);
        p[i] = i;
    }
    sort(p + 1, p + m + 1, cmp);
    for (int i = 1; i <= m; i++) {
        int x = u[p[i]], y = v[p[i]];
        if (getf(x) == getf(y))
            continue;
        mark[p[i]] = 1;
        f[getf(x)] = y;
        s += w[p[i]];
        link(x, p[i]);
        link(y, p[i]);
    }
    for (int i = 1; i <= m; i++)
        ans[i] = mark[i] ? oo : s;
    dfs(1);
    for (int i = 1; i <= n; i++)
        f[i] = 0;
    for (int i = 0; i <= m; i++) {
        if (mark[p[i]])
            continue;
        int x = getf(u[p[i]]), y = getf(v[p[i]]);
        while (x != y) {
            if (dep[x] < dep[y])
                x ^= y ^= x ^= y;
            int to = u[pid[x]] ^ v[pid[x]] ^ x;
            ans[pid[x]] = s - w[pid[x]] + w[p[i]];
            f[x] = to;
            x = getf(x);
        }
    }
    for (int i = 1; i <= m; i++)
        printf("%lld\n", ans[i] < oo ? ans[i] : -1);
    return 0;
}