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;
}