算法刷题【洛谷P1991 一本通YbtOJ1487】无线通讯网 北极通讯网络
2022-04-06
本题同时存在于,除输入数据的输入顺序外无任何区别,此处使用题目描述更详细的一本通的原题,洛谷题目思路完全相同,代码唯一区别会在注释中标明。
1487:【例 2】北极通讯网络
题目描述
原题来自:Waterloo University 2002
北极的某区域共有 n 座村庄,每座村庄的坐标用一对整数 (x,y) 表示。为了加强联系,决定在村庄之间建立通讯网络。通讯工具可以是无线电收发机,也可以是卫星设备。所有的村庄都可以拥有一部无线电收发机, 且所有的无线电收发机型号相同。但卫星设备数量有限,只能给一部分村庄配备卫星设备。
不同型号的无线电收发机有一个不同的参数 d,两座村庄之间的距离如果不超过 d 就可以用该型号的无线电收发机直接通讯,d 值越大的型号价格越贵。拥有卫星设备的两座村庄无论相距多远都可以直接通讯。\n现在有 k 台卫星设备,请你编一个程序,计算出应该如何分配这 k 台卫星设备,才能使所拥有的无线电收发机的 d 值最小,并保证每两座村庄之间都可以直接或间接地通讯。
例如,对于下面三座村庄:

其中 ∣AB∣=10,∣BC∣=20,∣AC∣=105≈22.36
如果没有任何卫星设备或只有 1 台卫星设备 (k=0 或 k=1),则满足条件的最小的 d=20,因为 A 和 B,B 和 C 可以用无线电直接通讯;而 A 和 C 可以用 B 中转实现间接通讯 (即消息从 A 传到 B,再从 B 传到 C);
如果有 2 台卫星设备 (k=2),则可以把这两台设备分别分配给 B 和 C ,这样最小的 d 可取 10,因为 A 和 B 之间可以用无线电直接通讯;B 和 C 之间可以用卫星直接通讯;A 和 C 可以用 B 中转实现间接通讯。
如果有 3 台卫星设备,则 A,B,C 两两之间都可以直接用卫星通讯,最小的 d 可取 0。
输入格式
第一行为由空格隔开的两个整数 n,k;\n第 2∼n+1 行,每行两个整数,第 i 行的 xi,yi 表示第 i 座村庄的坐标 (xi,yi)。
输出格式
一个实数,表示最小的 d 值,结果保留 2 位小数。
输入输出样例
In 1:
3 2
10 10
10 0
30 0Out 1:
10.00数据范围
对于全部数据,1≤n≤500,0≤x,y≤104,0≤k≤100。
题解
水题,不知道为什么花了我这么久时间
我一定没有摸鱼
显然,当卫星设备数为 0 或 1 时,本题退化为最小生成树求最长边,这个大家应该都可以理解的对吧。
那么,如果这时候有 2 套卫星设备会怎样?这是比排队接水还简单的贪心了吧,就是把最小生成树中的最长边去掉,这个边连接的两个村庄之间用卫星设备,答案也就变成了最小生成树中第二长的边。
如果你一定要进一步证明,那么就这么想:
- 这道题要求最大边最小 => 最小生成树
- 卫星设备的作用是将多个连通图连通在一起,且不产生新的边
- 为了继续保证最大边最小,这多个连通图也要是最小生成树才行
- 最小生成树删去 k−1 条边变成 k 个树,这 k 个树也一定都是其中包含的点能组成的最小生成树
- 进而地,最有情况就是在所有点组成的最小生成树的基础上再删掉 k 条最长的边
可以总结规律了。k 台卫星设备可以连接 k 个最小生成树为一个整体,那么也就是说整个最小生成树可以少 k 条边。少哪 k 条边呢?自然是最长的 k 条边。这样子一来,答案就是最小生成树中第 (n−1)−k 条边的长度,其中 n−1 就是最小生成树中边的个数。
由于题目数据实在是太水了,n 才有 500,完全没必要考虑堆优化。直接用裸模板就行。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n, k, m[501][2];
struct Edge {
double f, t, w;
} edge[250000], edges[501]; // edge是所有的边,edges记录所有加入了最小生成树的边
bool cmp(Edge a, Edge b) { return a.w < b.w; }
class bcj { // 用类实现并查集可以省去全局变量冲突的烦恼,看起来更清爽
public:
int f[250000];
void init(int n) {
for (int i = 1; i <= n; i++) {
f[i] = i;
}
}
int find(int x) {
while (f[x] != x) {
f[x] = f[f[x]];
x = f[x];
}
return x;
}
void merge(int x, int y) {
int fx = find(x), fy = find(y);
if (fx != fy) {
f[fx] = fy;
}
}
};
int main() {
cin >> n >> k;
// cin >> k >> n; // 提交洛谷用这一行
for (int i = 1; i <= n; i++) {
cin >> m[i][0] >> m[i][1];
}
int cnt = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = i + 1; j <= n; j++) {
edge[++cnt].f = i;
edge[cnt].t = j;
edge[cnt].w =
sqrt(pow(m[i][0] - m[j][0], 2) + pow(m[i][1] - m[j][1], 2));
}
}
sort(edge + 1, edge + cnt + 1, cmp);
bcj b;
b.init(n);
int cntt = 0;
for (int i = 1; i <= cnt && cntt < n; i++) {
if (b.find(edge[i].f) != b.find(edge[i].t)) {
b.merge(edge[i].f, edge[i].t);
edges[cntt++] = edge[i];
}
}
if (k <= 1) {
printf("%.2f\n", edges[cntt - 1].w);
} else {
printf("%.2f\n", edges[cntt - k].w);
}
return 0;
}