e-olymp 4852. Кратчайшее расстояние

Задача взята с сайта e-olymp.

Задача

Дан ориентированный граф. Найдите кратчайшее расстояние от вершины $x$ до всех остальных вершин графа.

Входные данные

В первой строке содержатся два натуральных числа $n$ и $x$ $(1 \leqslant n \leqslant 1000, 1 \leqslant x \leqslant n)$ — количество вершин в графе и стартовая вершина соответственно. Далее в $n$ строках по $n$ чисел — матрица смежности графа: в $i$-ой строке на $j$-ом месте стоит «$1$», если вершины $i$ и $j$ соединены ребром, и «$0$», если ребра между ними нет. На главной диагонали матрицы стоят нули.

Выходные данные

Выведите через пробел числа $d_1$, $d_2$, …, $d_n$, где $d_i$ равно $-1$, если путей между $x$ и $i$ нет, в противном случае это минимальное рaсстояние между $x$ и $i$.

Тесты

# Входные данные Выходные данные

1

3 3

0 1 1

1 0 1

1 0 0

1 2 0

2

6 5

0 1 1 0 0 0

1 0 0 0 0 0

1 1 0 0 0 0

0 0 0 0 1 0

0 0 1 1 0 0

0 1 0 0 0 0

2 2 1 1 0 -1

3

3 1

0 0 0

0 0 1

1 1 0

0 -1 -1

Код

Решение

Данную задачу будем решать поиском в ширину. Сам граф будем хранить в двумерном массиве  graph[][], в массиве d[] будем хранить кратчайшее расстояние между заданной вершиной и $i$-ой. В очереди queue <int> q  будем хранить обрабатываемые вершины. В самом начале там будет хранится только наша исходная вершина, затем пока в очереди хранятся какие-либо вершины достаем верхнюю и смотрим ребра, выходящие из нее, если ранее вершины не были задействованными, то помещаем в конец очереди. Очередь опустеет, когда будут просмотрены все вершины, в которые можно попасть из исходной $x$. Сложность алгоритма $O(n)$.

Ссылки

ideone

e-olymp

Поиск в ширину на e-maxx

e-olymp 610. Древняя рукопись

Задача

В некоторой древней стране жили-были братья. Сколько их было, нам точно не известно, но в исторических источниках упоминается, что их точно было не менее трех. С течением времени у них появились дети и разбрелись они по миру, причем как и их родители, каждый построил свой город. Опять же с течением времени количество родственников начало стремительно возрастать и решили они между некоторыми городами построить дороги, а некоторые из них, уже до этого успели построить и объездные дороги вокруг своего города. В рукописях упоминается, что количество городов в той стране не превышало $8000$. Кроме того, в тех же рукописях содержались схематические карты, которые показывали наличие дорог между городами, или объездной дороги вокруг города. Карты имели вид квадратных матриц, в которых цифра $1$ указывала на наличие дороги между городами, или вокруг города, или $0$ в случае отсутствия таковой.

Изучите древние рукописи и дайте ответ на вопрос: а сколько же дорог было построено между городами?

Входные данные

В первой строке задано количество городов $n$, а в последующих $n$ строках через пробел задано по $n$ чисел, которые указывают на наличие или отсутствие соответствующей дороги.

Выходные данные

Количество построенных между городами дорог.

Тесты

Входные данные Выходные данные
5
1 1 1 1 0
1 0 1 0 1
1 1 1 0 1
1 0 0 0 1
0 1 1 1 1
7
4
0 1 0 1
1 1 0 1
0 0 1 0
1 1 0 0
3
3
1 1 0
1 0 1
0 1 0
2
3
0 1 1
1 0 1
1 1 0
3
3
1 0 0
0 1 0
0 0 1
0

Код программы

Решение задачи

Задача не сложная – посчитать количество ребер в графе, заданном матрицей смежности.

Сложность задачи состоит в ограничениях по времени – не более одной секунды (ощутимо при больших значенях $n$, так как $3 ≤ n ≤ 8000$). Поэтому приходится быстро вводить данные в больших количествах. Для этого используем символьный массив и любую функцию, которая читает целую строку чисел (в моем случае – fgets()), которая читает строку, пока не встретит символ перевода строки – '\n'.

Далее по одному переводим символы в числа и суммируем их в переменной k, после чего выводим.

Ссылки

Условие задачи на e-olymp.com
Решение задачи на ideone.com

e-olymp 1455. Цикл

Задача

Дан граф. Определить, есть ли в нем цикл отрицательного веса, и если да, то вывести его.

Входные данные

Первая строка содержит количество вершин графа n (1n100). В следующих n строках находится по n чисел — матрица смежности графа. Веса ребер не превышают по модулю 10000. Если ребра нет, соответствующее значение равно 100000.

Выходные данные

В первой строке выведите «YES«, если цикл существует, или «NO» в противном случае. При наличии цикла выведите во второй строке количество вершин в нем (считая одинаковыми первую и последнюю) и в третьей строке — вершины, входящие в этот цикл в порядке обхода. Если циклов несколько — выведите любой.

Тесты

Входные данные Выходные данные:
2
0 -1
-1 0
YES
3
1 2 1
4
0 2 0 9
2 0 6 0
0 6 0 -3
9 0 -3 0
YES
3
3 4 3
3
0 2 3
2 0 1
3 1 0
NO

Код программы

Алгоритм решения:

Для решения данной задачи задействован алгоритм Беллмана-Форда, который позволяет проверить наличие или отсутствие цикла отрицательного веса в графе, а при его наличии — найти один из таких циклов. Создадим вектор, который будет содержать в себе элементы матрицы смежности графа. По определению смежных вершин графа, учитывая условие задачи (если ребра нет, соответствующее значение равно [latex]100000[/latex]), заполним этот вектор. Далее будем использовать алгоритм Беллмана-Форда. Если алгоритм даст отрицательный ответ на вопрос задачи, то выводим NO. Если цикл все-таки существует, то выводим YES. В вектор записываем вершины, входящие в цикл отрицательного веса. Далее выводим их количество, а затем и сами вершины в порядке обхода.

Для получения подробной информации об алгоритме Беллмана-Форда можно перейти по данной ссылке
Ссылка на засчитанное решение на e-olymp
Ссылка на условие задачи
Ссылка на решение задачи на ideone.com

e-olymp 5082. Степени вершин

Условие

Задача взята с сайта e-olymp.

Дан простой неориентированный невзвешенный граф. Требуется для каждой вершины подсчитать ее степень.

Входные данные

В первой строчке находится число [latex]1 \leq N \leq 1000[/latex] В следующих [latex]N[/latex] строчках находится матрица смежности.

Выходные данные

Выведите [latex]N[/latex] чисел – степени всех вершин.

Тесты

Ввод Вывод
2
0 1
1 0
1 1
 3
0 1 0
1 0 1
0 1 0
 1 2 1
 3
0 1 0
1 0 1
0 1 0
1 4 1
 5
1 1 1 1 1
1 0 0 0 0
1 1 1 1 1
1 0 0 0 0
1 1 1 1 1
 6 1 6 1 6
 5
0 0 1 0 0
0 1 0 1 0
0 1 1 1 0
0 1 0 1 0
1 0 0 0 1
 1 3 4 3 3
 5
0 1 1 1 1
1 0 0 0 0
0 1 1 1 0
0 0 0 0 1
1 1 1 1 0
 4 1 4 1 4
 5
1 0 0 0 1
0 1 0 1 0
0 0 1 0 0
0 0 1 0 0
0 0 1 0 0
 3 3 2 1 1

Алгоритм

Для решении задачи даже не нужно запоминать значения элементов матрицы. Выполняем данные действия [latex]N[/latex] раз, для каждой строки матрицы. Храним ответ в переменной counter, изначально [latex]0[/latex]. По очереди считываем все ее элементы и, если текущий элемент равен [latex]1[/latex], то прибавялем степени [latex]2[/latex], если элемент принадлежит главной диагонали (т.к. тогда это петля, а при подсчете степени ребро-петля учитывается дважды), иначе — [latex]1[/latex]. Затем выводим результат через пробел.

Код

Ссылки

Засчитанное решение на e-olymp.
Код для тестирования на Ideone.

e-olimp 5080. Количество висячих вершин 1

Код: