Алгоритмы на графах

Вам нужно напечатать N слов на Movable Type Printer. Movable Type Printers — это старые принтеры, для работы которых требуется ставить маленькие металлические кусочки (каждый из кусочков содержит одну букву) в определенном порядке, образуя таким образом слова. Потом все они вдавливаются в лист бумаги. Таким образом печатается одно слово. Ваш принтер позволяет делать следующие операции:

Изначально на принтере содержится пустое слово. В конце печати на принтере можно оставить непустое слово. Слова, которые вам даны, вы можете печатать в произвольном порядке.

 

Каждая из трёх операций занимает одну единицу времени. Вам нужно найти последовательность операций, которая печатает данные N слов за минимальное время. Если минимальных последовательностaей несколько, выведите любую.

 

Ваша программа должна считать следующие входные данные:

 

На первой строке число N (1<=N<=25000).

На следующих N строках слова, состоящие из маленьких букв латинского алфавита. Длина каждого слова не превышает 20. Все слова различны.
 

Ваша программа должна вывести следующие данные:

 

На первой строке M — число операций.

На следующих M строках по одному символу — описание операций. Каждая операция описывается одним символом:

Добавление символа обозначается собственно символом.

Удаление символа обозначается символом «-» (минус, ASCII-код 45).

Операция «напечатать текущее слово» обозначается символом «P» (заглавная латинская буква P).
 

Ввод	Вывод
3 print the poem	20 t h e P - - - p o e m P - - - r i n t P

Цепочкой слов длины n назовем последовательность слов w₁, w₂, ..., w_n такую, что для 1 ≤ i ≤ n слово wi является собственным префиксом слова w_i + 1.

 

Напомним, что слово u длины k называется собственным префиксом слова v длины l, если l > k и первые k букв слова v совпадают со словом u.

 

Задано множество слов S = {s₁, s₂, ..., s_m}. Найдите максимальную длину цепочки слов, которую можно построить, используя (возможно, не все) слова этого множества.

 

Первая строка входного файла содержит целое число m(1 ≤ m ≤ 255). Каждая из последующих m строк содержит по одному слову из множества S.

 

Все слова не пусты, имеют длину, не превосходящую 255 символов, и состоят только из строчных букв латинского алфавита.

 

В выходной файл выведите ответ на задачу.
 

Ввод	Вывод
3 a ab abc	3
5 a ab bc bcd add	2

Сегодня у Кэрол выходной. Но даже в этот прекрасный весенний день она не отдыхает, а тренируется и готовится к сражениям со скруллами. Одним из важных навыков является умение быстро ориентироваться в незнакомых местах. Для того, чтобы отточить это умение, Кэрол пригласила своего наставника Йон-Рогга.

Кэрол и Йон-Рогг будут играть в следующую игру. Сначала Йон-Рогг нарисует на бумаге карту убежища скруллов. Карта представляет из себя n помещений, пронумерованных от 1 до n. Некоторые пары помещений соединены двусторонними переходами. Убежище устроено так, что от любого помещения до любого другого можно добраться, перемещаясь по коридорам. Для того, чтобы игра не была слишком сложной, Йон-Рогг нарисует ровно n − 1 переход между помещениями. Иными словами, карта убежища представляет собой дерево.

Известно, что для перевозки грузов между помещениями в убежище скруллы используют специальных роботов. Роботы довольно примитивны и плохо ориентируются в убежище. Для решения этой проблемы скруллы выбрали в каждом переходе ровно одно направление, вдоль которого могут перемещаться роботы.

После того, как Йон-Рогг нарисует на бумаге карту убежища, он также для каждого перехода отметит, в каком направлении по нему перемещаются роботы. Иными словами, Йон-Рогг ориентирует ребра нарисованного дерева.

Чтобы структурировать карту убежища, Кэрол должна составить список, состоящий из всех номеров помещений в некотором порядке. При этом должно выполняться следующее условие: в любом переходе роботы перемещаются от помещения, которое идет в списке раньше, к помещению, которое идет с писке позже. Более формально, Кэрол должна составить такую перестановку номеров помещений p₁p₂ . . . p_n, для которой верно, что если роботы могут перемещаться по переходу от помещения pi к помещению p_j , то i < j.

Пока Кэрол бьется над своим заданием, Йон-Роггу стало интересно, сколько всего решений существует у этой задачи. Иными словами, Йон-Роггу интересно, сколько перестановок удовлетворяют условию, описанному выше. Помогите ему узнать это. Так как ответ может быть очень большим, Йон-Рогг попросил вас сообщить лишь его остаток от деления на 998 244 353.

Входные данные: Первая строка входных данных содержит единственное целое число n — количество помещений в убежище, нарисованном Йон-Роггом (1 <= n <= 3 000).

Каждая из следующих n − 1 строк содержит два целых числа a, b — номера помещений, соединенных очередным коридором (1 <= a, b <= n). Роботы перемещаются по коридору в направлении от помещения a к помещению b.

Гарантируется, что убежище представляет собой дерево, то есть от любого помещения можно добраться до любого другого, двигаясь по переходам (возможно, в направлении, противоположном направлению движения роботов в этом переходе).

Выходные данные: Выведите остаток от деления на 998 244 353 количества различных перестановок p₁p₂ . . . p_n, для которых верно, что если роботы перемещаются по переходу от помещения p_i к помещению p_j , то i < j.
 

В первом тесте из примера Кэрол может выписать две перестановки: {1, 2, 3} или {1, 3, 2}.

Во втором тесте Кэрол может выписать три перестановки: {2, 3, 1, 4}, {2, 3, 4, 1} или {2, 4, 3, 1}.

 

На шахматной доске NxN в клетке (x1, y1) стоит голодный шахматный конь. Он хочет попасть в клетку (x2, y2), где растет вкусная шахматная трава. Какое наименьшее количество ходов он должен для этого сделать?

 

Формат входных данных
На вход программы поступает пять чисел: N, x1, y1, x2, y2 (\(5 <= N <= 20\), \(1 <= x_1,\ y_1,\ x_2,\ y_2 <= N\)). Левая верхняя клетка доски имеет координаты (1, 1), правая нижняя - (N, N).

 

Формат входных данных
Выведите единственное число K - наименьшее необходимое число ходов коня. 

Учёный-ботаник получил карту дорог страны Лимония. Чтобы составить план исследования этой страны, ему требуется найти кратчайшие расстояния между каждой парой городов этой страны (можно ехать только по проложенным дорогам). Помогите учёному – напишите программу, которая решает эту задачу.

 

Входные данные

В первой строке вводится количество городов N ( 1 ≤ N ≤ 100 ). В следующих N строках записано по N чисел, разделённых пробелами – элементы весовой матрицы графа, который описывает схему дорог между городами: положительное число означает расстояние между городами, ноль говорит о том, что дороги нет.

 

Выходные данные

Программа должна вывести все кратчайшие маршруты между всеми городами в следующем формате:

 

(1->3): 1 2 3 (23)

 

Сначала выводятся номера начального и конечного города (в скобках), затем – последовательность номеров городов, составляющая оптимальный маршрут, затем (в скобках) длина этого маршрута. Если между какими-то городами нет дороги, нужно вывести число 0.

 

Ввод	Вывод
4 0 0 0 0 0 0 2 1 0 2 0 4 0 1 4 0	(1,2): 0  (1,3): 0  (1,4): 0  (2,3): 2 3 (2) (2,4): 2 4 (1) (3,4): 3 2 4 (3)

В одной из деревень Центрального района решили построить новую школу, но никак не могут выбрать, в какой именно. Решили сделать так: подсчитать для каждой деревни суммарное расстояние, которое будут проходить все школьники Центрального района, если школа будет построена в этой деревне, и выбрать место, для которого эта сумма будет минимальной. В распоряжении администрации есть карта дорог Центрального района. Напишите программу, которая поможет выбрать место для школы. Если какой-то населенный пункт не имеет связи с другим населенным пунктом, где предполагается разместить школу, считайте, что доставка каждого ученика вертолётом "стоит" 10000 единиц расстояния.

 

Входные данные

В первой строке вводится количество деревень N ( 1 ≤ N ≤ 100 ). В следующих N строках записано по N чисел, разделённых пробелами – элементы весовой матрицы графа, который описывает схему дорог: положительное число означает расстояние между деревнями, ноль говорит о том, что дороги нет. В последней строке вводится N чисел - количество школьников в каждой деревне.

 

Выходные данные

Программа должна вывести два числа: сначала номер деревни, где нужно построить школу, а затем (через пробел) – общее расстояние, которое будут проходить все школьники Центрального района, если школа будет построена в этой деревне.

Ввод	Вывод
4 0 11 8 4 11 0 2 5 8 2 0 13 4 5 13 0 15 26 30 12	2 255

Найдите суммарную длину всех дорог в городе Новые Васюки. Схема дорог задана в виде весовой матрицы графа. На некоторых дорогах введено одностороннее движение. Если длины дорог из пункта А в пункт Б разные, это означает, что есть две разные дороги.

 

Входные данные

В первой строке вводится количество перекрёстков в Новых Васюках N ( 1 ≤ N ≤ 1000 ). В следующих N строках записано по N чисел, разделённых пробелами – длины дорог между каждой парой перекрёстков. Ноль означает, что дороги между этими перекрёстками нет.

 

Выходные данные

Программа должна вывести одно число – суммарную длину дорог. Дороги с двусторонним движением нужно считать только один раз.

Ввод	Вывод
5 0 2 3 4 0 2 0 5 0 7 3 6 0 8 0 0 0 0 0 0 0 7 0 9 0	44

Напишите программу, которая считает количество дорог в городе Новые Васюки. Схема дорог задана как матрица смежности графа. На некоторых дорогах введено одностороннее движение.

 

Входные данные

В первой строке вводится количество перекрёстков в Новых Васюках N ( 1 ≤ N ≤ 1000 ). В следующих N строках записано по N чисел, разделённых пробелами – элементы матрицы смежности графа, который описывает схему дорог.

 

Выходные данные

Программа должна вывести одно число – количество дорог в Новых Васюках. Дороги с двусторонним движением нужно считать только один раз.

Ввод	Вывод
5 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0	7

На банкет были приглашены N Очень Важных Персон (ОВП). Были поставлены 2 стола. Столы достаточно большие, чтобы все посетители банкета могли сесть за любой из них. Проблема заключается в том, что некоторые ОВП не ладят друг с другом и не могут сидеть за одним столом. Вас попросили определить, возможно ли всех ОВП рассадить за двумя столами.

 

Входные данные: В первой строке входных данных содержатся два числа: N и M (1 <= N,M <= 100), где N – количество ОВП, а M – количество пар ОВП, которые не могут сидеть за одним столом. В следующих M строках записано по 2 числа – пары ОВП, которые не могут сидеть за одним столом.

 

Выходные данные: Если способ рассадить ОВП существует, то  выведите YES в первой строке и номера ОВП, которых необходимо посадить за первый стол, во второй строке. В противном случае в первой и единственной строке выведите NO.

Дан неориентированный невзвешенный граф. Необходимо определить, является ли он деревом.

 

Формат входных данных
В первой строке содержится одно натуральное число N (N ≤ 100) - количество вершин в графе. 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. Матрица симметрична относительно главной диагонали.

 

Формат выходных данных
Вывести "YES", если граф является деревом, и "NO" иначе.

Граф называется двудольным, если его вершины можно раскрасить в два цвета так, что нет ребер, соединяющих вершины одинакового цвета (то есть каждое ребро идет из вершины 1-го цвета в вершину 2-го).

Дан граф. Требуется проверить, является ли он двудольным, и если да, то раскрасить его вершины.

 

Входные данные
В первой строке задано сначала число N - количество вершин графа (не превышает 100). Далее идет матрица смежности - матрица размером NxN из 0 и 1 (0 обозначает отсутствие ребра, 1 - наличие). Граф неориентированный, без петель.

 

Выходные данные 
В первую строку выведите одно из сообщений YES или NO (в зависимости от того, является ли граф двудольным или нет). В случае ответа YES, во второй строке выведите N чисел - цвета, в которые нужно раскрасить вершины: для первого цвета используйте значение 1, для второго цвета - значение 2. Первая вершина должна иметь цвет 1.

Во время контрольной работы профессор Флойд заметил, что некоторые студенты обмениваются записками. Сначала он хотел поставить им всем двойки, но в тот день профессор был добрым, а потому решил разделить студентов на две группы: списывающих и дающих списывать, и поставить двойки только первым.

 

У профессора записаны все пары студентов, обменявшихся записками. Требуется определить, сможет ли он разделить студентов на две группы так, чтобы любой обмен записками осуществлялся от студента одной группы студенту другой группы.

 

Входные данные: В первой строке находятся два числа N и M - количество студентов и количество пар студентов, обменивающихся записками (1<=N<=100, 0<=M<=(N(N−1))/2. Далее в M строках расположены описания пар студентов: два числа, соответствующие номерам студентов, обменивающихся записками (нумерация студентов идёт с 1). Каждая пара студентов перечислена не более одного раза.

Выходные данные: Необходимо вывести ответ на задачу профессора Флойда. Если возможно разделить студентов на две группы - выведите YES; иначе выведите NO.

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	3 2 1 2 2 3	YES
2	3 3 1 2 2 3 1 3	NO

Вам задан ориентированный граф с N вершинами и M ребрами (1<=N<=20000, 1<=M<=200000). Найдите компоненты сильной связности заданного графа и топологически отсортируйте его конденсацию.

 

Входные данные

Граф задан во входном файле следующим образом: первая строка содержит числа N и M. Каждая из следующих M строк содержит описание ребра — два целых числа из диапазона от 1 до N — номера начала и конца ребра.

 

Выходные данные

На первой строке выведите число K — количество компонент сильной связности в заданном графе. На следующей строке выведите N чисел — для каждой вершины выведите номер компоненты сильной связности, которой принадлежит эта вершина. Компоненты сильной связности должны быть занумерованы таким образом, чтобы для любого ребра номер компоненты сильной связности его начала не превышал номера компоненты сильной связности его конца.

Ввод	Вывод
10 19 1 4 7 8 5 10 8 9 9 6 2 6 6 2 3 8 9 2 7 2 9 7 4 5 3 6 7 3 6 7 10 8 10 1 2 9 2 7	2 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1

Простой неориентированный граф задан списком ребер, выведите его представление в виде матрицы смежности.

 

Формат входных данных
В первой строке задаются числа n (\(1<=n<=100\)) – количество вершин в графе и m (\(1<=m<=n(n - 1)/2\)) – количество ребер. Далее следует m пар чисел – ребра графа (каждая пара чисел в отдельной строке).

 

Формат выходных данных
Выведите матрицу смежности заданного графа.

По заданной квадратной матрице n×n из нулей и единиц определите, может ли данная матрица быть матрицей смежности простого неориентированного графа.

 

Формат входных данных
В первой строке задается число n (\(1<=n<=100\)) – размер матрицы. Затем задается сама матрица - n строк по n чисел, каждое из которых равно 0 или 1.

 

Формат выходных данных
Выведите «YES», если приведенная матрица может быть матрицей смежности простого неориентированного графа, и «NO» в противном случае

По заданной матрице смежности неориентированного графа определите, содержит ли он петли.

 

Формат входных данных
В первой строке задается число n (\(1<=n<=100\)) – количество вершин графа. Затем задается матрица смежности - n строк по n чисел, каждое из которых равно 0 или 1.

 

Формат выходных данных
Выведите  «YES», если граф содержит петли, и «NO» в противном случае.

В MMORPG "Космические торговцы online" скорость перемещения игрока между звёздами ограничена одним парсеком в секунду. С такой скоростью можно быстро добраться до ближайших звёзд, но на путешествие с одного края галактики до другого может потребоваться несколько часов. Для ускорения таких долгих путешествий создатели игры сделали несколько "кротовых нор" — туннелей, соединяющих две точки в пространстве, которые позволяют мгновенно перемещаться между этими точками туда и обратно.

Напишите программу, которая вычисляет минимальное время путешествия, используя информацию о "кротовых норах".

В первой строке ввода содержится целое число N (1 ≤ N ≤ 100). Далее следует строка, содержащая 6 целых чисел — координаты начальной (x_s,y_s,z_s) и конечной (x_t,y_t,z_t) точки путешествия. Далее следует N строк, содержащих 6 целых чисел — координаты концов "кротовых нор". Все координаты измеряются в парсеках и находятся в диапазоне от 0 до 10000, и нет точек с совпадающими координатами.

Вывести минимальное время путешествия в секундах с точностью не менее 10⁻⁶.
Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	1 0 0 0 100 100 0 1 1 1 50 100 10	52.722246

Президент Берляндии обратился к вам за помощью! В его стране есть n городов. Между некоторыми парами городов есть двусторонние дороги. Совсем скоро откроется туристический сезон, но дороги Берляндии совсем не готовы к такому испытанию.

Президент хочет отремонтировать некоторое множество дорог так, чтобы суммарная стоимость ремонта была минимальной и из любого города Берляндии можно было бы добраться до любого другого, пользуясь только отремонтированными дорогами.

Найти множество дорог, которые нужно отремонтировать, вам поможет ваш друг. Вам только требуется подсчитать минимальную стоимость ремонта.

Гарантируется, что всегда найдется необходимое множество дорог.

Входные данные:

В первой строке задано два целых числа - n и m (2 <= n <= 300000, n - 1  <= m <= 300000).

В следующих m строках содержатся три числа - u, v и w (1 <= u, v <= n, 0 <= w <= 10⁹) - дорога между городами u и v, стоимость ремонта которой w.

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

(с) Ибрахим Ахмад, 2018

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

vector < vector<int> > g;
vector <int> color;

void dfs(int v, int p)
{
	color[v] = 1;
	for (int i = 0; i < g[v].size(); i++)
	{
		int to = g[v][i];
		if (to == p)
			continue;
		if (color[to] == 1)
		{
			cout << "YES";
			exit(0);
		}
		if (color[to] == 0)
			dfs(to, v);
	}
	color[v] = 2;
}

int main()
{
	int n, m, a, b;
	cin >> n >> m;

	g.resize(n);
	color.resize(n);

	for (int i = 0; i < m; i++)
	{
		cin >> a >> b;
		a--; b--;
		g[a].push_back(b);
		g[b].push_back(a);
	}
	
	dfs(0, -1);
	cout << "NO";
	return 0;
}

1) O(n)            2) O(m)          3) O(n + m)      4) O(nm)