『拓扑排序』「NOI2010」航空管制

tech2022-07-30  174

P r o b l e m \mathrm{Problem} Problem

世博期间,上海的航空客运量大大超过了平时,随之而来的航空管制也频频发生。最近,小X就因为航空管制,连续两次在机场被延误超过了两小时。对此,小X表示很不满意。

在这次来烟台的路上,小X不幸又一次碰上了航空管制。于是小X开始思考关于航空管制的问题。

假设目前被延误航班共有n个,编号为1至n。机场只有一条起飞跑道,所有的航班需按某个顺序依次起飞(称这个顺序为起飞序列)。定义一个航班的起飞序号为该航班在起飞序列中的位置,即是第几个起飞的航班。

起飞序列还存在两类限制条件:

• 第一类(最晚起飞时间限制):编号为i的航班起飞序号不得超过ki;

• 第二类(相对起飞顺序限制):存在一些相对起飞顺序限制(a, b),表示航班a的起飞时间必须早于航班b,即航班a的起飞序号必须小于航班b的起飞序号。

小X思考的第一个问题是,若给定以上两类限制条件,是否可以计算出一个可行的起飞序列。第二个问题则是,在考虑两类限制条件的情况下,如何求出每个航班在所有可行的起飞序列中的最小起飞序号。


S o l u t i o n \mathrm{Solution} Solution

显然我们可以根据第二类限制建立有向无环图,进行拓扑排序。

考虑第一种限制,对于某一个节点 x x x 设位置为 p ( p ≤ k x ) p(p\le k_x) p(pkx),我们要求最大化 p p p

观察到如果我们直接做,当某一个 p p p可以放进某一位置时,由于你的策略是最大化 p p p,若你此时不放可能存在后面放不进去的情况,那么这么你就很难对此进行贪心。

但是若题目将 ≤ ≤ 的限制改为 ≥ ≥ ,你会发现:

若某一时刻 p p p 满足条件,那么无论后面无论如何操作, p p p 永远都是合法的。

因此,我们可以反向建图(因此答案也要反向输出),编号为 i i i 的位置需要 ≥ n − k i + 1 \ge n-k_i+1 nki+1

考虑第一问输出一种合法方案:

显然对于进入队列的点, n − k i + 1 n-k_i+1 nki+1点可以满足,那么这个数值比它大的点同样能满足。因此我们每一次选取 n − k i + 1 n-k_i+1 nki+1最小的点取出队列,直接存储答案即可。

对于第二问:

我们队列的做法也和第一问一样,只是我们强制让某一个点不进入队列,判断其它最多有几个点能够进入队列。那么假设有 t t t 个点进入队列,当前点的位置即为 t + 1 t+1 t+1

C o d e \mathrm{Code} Code

#include <bits/stdc++.h> using namespace std; const int N = 2e5; int n, m, cnt(0); int in[N], c[N], res[N], t[N]; vector < int > a[N]; int read(void) { int s = 0, w = 0; char c = getchar(); while (!isdigit(c)) w |= c == '-', c = getchar(); while (isdigit(c)) s = s*10+c-48, c = getchar(); return w ? -s : s; } void Topsort1(void) { priority_queue < pair<int,int> > q; for (int i=1;i<=n;++i) c[i] = in[i]; for (int i=1;i<=n;++i) if (c[i] == 0) q.push({-(n - t[i]), i}); while (q.size()) { int x = q.top().second; q.pop(); res[++ cnt] = x; for (int i=0;i<a[x].size();++i) { int y = a[x][i]; c[y] --; if (c[y] == 0) q.push({-(n - t[y]), y}); } } for (int i=cnt;i>=1;--i) printf("%d ", res[i]); puts(""); return; } int topsort2(int root) { int tot = 0; priority_queue < pair<int,int> > q; for (int i=1;i<=n;++i) c[i] = in[i]; for (int i=1;i<=n;++i) if (in[i] == 0) q.push({-(n - t[i]), i}); while (q.size()) { int x = q.top().second; q.pop(); if (x == root) continue; if (n - tot > t[x]) return tot; tot ++; for (int i=0;i<a[x].size();++i) { int y = a[x][i]; c[y] --; if (c[y] == 0) q.push({-(n - t[y]), y}); } } return tot; } int main(void) { n = read(), m = read(); for (int i=1;i<=n;++i) t[i] = read(); for (int i=1;i<=m;++i) { int x = read(), y = read(); a[y].push_back(x), in[x] ++; } Topsort1(); for (int i=1;i<=n;++i) printf("%d ", n - topsort2(i)); return 0; }
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