Алгоритмы на графах

344 задачивместе с подтемами
Число у задачи — рейтинг сложности, слово рядом — насколько она трудна по сравнению с другими задачами такого же типа. Шкалы задач с ответом и задач с кодом между собой не сравниваются. Рядом — счётчики попыток: ✓ успешные, ✗ неуспешные.
Дан ориентированный граф, в котором могут быть кратные ребра и петли. Каждое ребро имеет вес, выражающийся целым числом (возможно, отрицательным). Гарантируется, что циклы отрицательного веса отсутствуют.
 
Требуется посчитать длины кратчайших путей от вершины номер 1 до всех остальных вершин.
 
Входные данные
Программа получает сначала число N (1 <= N <= 100) – количество вершин графа и число M (0 <= M <= 10000) – количество ребер. В следующих строках идет M троек чисел, описывающих ребра: начало ребра, конец ребра и вес (вес – целое число от -100 до 100).
 
Выходные данные
Программа должна вывести N чисел – расстояния от вершины номер 1 до всех вершин графа. Если пути до соответствующей вершины не существует, вместо длины пути выведите число 30000.

Примеры
№ Входные данные Выходные данные
1
6 4
1 2 10
2 3 10
1 3 100
4 5 -10
0 10 20 30000 30000 30000 
Группа Pink Floyd собирается дать новый концертный тур по всему миру. По предыдущему опыту группа знает, что солист Роджер Уотерс постоянно нервничает при перелетах. На некоторых маршрутах он теряет вес от волнения, а на других - много ест и набирает вес.
 
Известно, что чем больше весит Роджер, тем лучше выступает группа, поэтому требуется спланировать перелеты так, чтобы вес Роджера на каждом концерте был максимально возможным. Группа должна посещать города в том же порядке, в котором она дает концерты. При этом между концертами группа может посещать промежуточные города.
 
Входные данные
Первая строка входного файла содержит три натуральных числа n, m и k - количество городов в мире, количество рейсов и количество концертов, которые должна дать группа соответственно (n≤100, m≤104, 2≤k≤104). Города пронумерованы числами от 1 до n. Следующие m строк содержат описание рейсов, по одному на строке. Рейс номер i описывается тремя числами bi, ei и wi - номер начального и конечного города рейса и предполагаемое изменение веса Роджера в миллиграммах (1≤bi,ei≤n, −105≤wi≤105). Последняя строка содержит числа a1, a2, ..., ak - номера городов, в которых проводятся концерты. В начале концертного тура группа находится в городе a1.Гарантируется, что группа может дать все концерты.
 
Выходные данные
Первая строка выходного файла должна содержать число s - количество рейсов, которые должна сделать группа. Вторая строка должна содержать s чисел - номера используемых рейсов. Если существует такая последовательность маршрутов между концертами, что Роджер будет набирать вес неограниченно, то первая строка выходного файла должна содержать строку “infinitely kind”.

Ввод Вывод
4 8 5
1 2 -2
2 3 3
3 4 -5
4 1 3
1 3 2
3 1 -2
3 2 -3
2 4 -10
1 3 1 2 4
6
5 6 5 7 2 3 
4 8 5
1 2 -2
2 3 3
3 4 -5
4 1 3
1 3 2
3 1 -2
3 2 -3
2 4 10
1 3 1 2 4
infinitely kind

 

Профессор Флойд живёт в очень опасном районе города. Ежедневно бандиты грабят на улицах прохожих. Читая криминальную хронику, профессор Флойд вычислил вероятность быть ограбленным при проходе по каждой улице города.
 
Теперь он хочет найти наиболее безопасный путь от дома до университета, в котором он преподаёт. Иными словами, он хочет найти путь от дома до университета, для которого вероятность быть ограбленным минимальна.
 
Входные данные
В первой строке находятся два числа N и M - количество зданий и количество улиц, соединяющих здания (1<=N<=100, 1<=M<= (N*(N−1))/2. В следующей строке находятся числа S и E -- номер дома, в котором живёт профессор и номер дома, в котором находится университет соответственно. Далее в M строках расположены описания дорог: 3 целых числа sieipi - здания, в которых начинается и заканчивается дорога и вероятность в процентах быть ограбленным, пройдя по дороге соответственно (1<=si, ei<=N, 0<=pi<=100 , дороги двунаправленные). Гарантируется, что существует хотя бы один путь от дома профессора до университета.
 
Выходные данные
Необходимо вывести одно число - минимальную возможную вероятность быть ограбленным. Выведите ответ с максимально возможной точностью.

Ввод Вывод
3 3
1 3
1 2 20
1 3 50
2 3 20
0.36

 

Сегодня у студентов праздник! В одном из новых зданий университета решили открыть столовую. Для этих целей требуется выбрать одно из зданий, в котором и будет располагаться столовая. Чтобы студенты как можно меньше отвлекались от учёбы, было решено выбрать такое здание, чтобы максимальное расстояние от него до всех остальных зданий было как можно меньше.
 
Помогите найти такое здание!
 
Входные данные
В первой строке находятся два числе N и M - количество зданий и количество дорог, соединяющих здания (1<=N<=100, 0 <=M<=(N(N−1))/2. Далее в M строках расположены описания дорог: 3 целых числа si, ei, li - здания, в которых начинается и заканчивается дорога и длина дороги соответственно (1<=si, ei<=N, 0<=li,=100, дороги двунаправленные).
 
Выходные данные
Необходимо вывести одно число - номер искомого здания. Если есть несколько зданий удовлетворяющих поставленным критериям, выберите среди них здание с наименьшим номером.

Ввод Вывод
3 2
1 2 1
2 3 2
2
3 1
1 2 10
1

Профессор Флойд и профессор Дейкстра ненавидят друг друга. После переезда университета во вновь отстроенный университетский городок они потребовали себе кабинеты в зданиях, максимально удалённых друг от друга. Вам поручено найти расстояние между двумя такими зданиями.
 
Иными словами, требуется найти два здания, кратчайший путь между которыми наибольший среди всех пар зданий, и вывести длину этого пути. Так как профессорам иногда все же нужно встречаться, путь между выбранными зданиями должен существовать.
 
Входные данные
В первой строке находятся два числа N и M - количество зданий и количество дорог, соединяющих здания (1<=N<=100, 0<=M<= (N(N−1))/2. Далее в M строках расположены описания дорог: 3 целых числа si, ei, li - здания, в которых начинается и заканчивается дорога и длина дороги соответственно (1<=si, ei<=N, 0<=li<=100, дороги двунаправленные).
 
Выходные данные
Необходимо вывести одно число - искомое расстояние.

Ввод Вывод
3 2
1 2 1
2 3 2
3
3 0 0

Полный ориентированный взвешенный граф задан матрицей смежности. Постройте матрицу кратчайших путей между его вершинами. Гарантируется, что в графе нет циклов отрицательного веса.
 
Входные данные
В первой строке вводится единственное число N (1 <= N <= 100) – количество вершин графа. В следующих N строках по N чисел задается матрица смежности графа (j-ое число в i-ой строке соответствует весу ребра из вершины i в вершину j). Все числа по модулю не превышают 100. На главной диагонали матрицы – всегда нули.
 
Выходные данные
Выведите N строк по N чисел – матрицу кратчайших расстояний между парами вершин. j-ое число в i-ой строке должно быть равно весу кратчайшего пути из вершины i в вершину j.

Ввод Вывод
4
0 5 9 100
100 0 2 8
100 100 0 7
4 100 100 0
0 5 7 13 
12 0 2 8 
11 16 0 7 
4 9 11 0 

Дан ориентированный взвешенный граф. Вам необходимо найти пару вершин, кратчайшее расстояние от одной из которых до другой максимально среди всех пар вершин.
 
Входные данные
В первой строке вводится единственное число N (1 <= N <= 100) – количество вершин графа. В следующих N строках по N чисел задается матрица смежности графа, где -1 означает отсутствие ребра между вершинами, а любое неотрицательное число – присутствие ребра данного веса. На главной диагонали матрицы – всегда нули.
 
Выходные данные
Выведите искомое максимальное кратчайшее расстояние.

Ввод Вывод
6
0 6 8 -1 -1 -1
5 0 5 -1 -1 -1
1 7 0 -1 -1 -1
-1 -1 -1 0 6 -1
-1 -1 -1 -1 0 3
-1 -1 -1 2 -1 0
9

Дан ориентированный взвешенный граф. По его матрице смежности нужно для каждой пары вершин определить, существует ли кратчайший путь между ними или нет.
 
Комментарий: Кратчайший путь может не существовать по двум причинам:
  • Нет ни одного пути
  • Есть пути сколь угодно маленького веса
     
Входные данные
В первой строке входного файла записано единственное число: N (1 <=N <=100) — количество вершин графа. В следующих N строках по N чисел — матрица смежности графа (j-е число в i-й строке соответствует весу ребра из вершины i в вершину j): число 0 обозначает отсутствие ребра, а любое другое число — наличие ребра соответствующего веса. Все числа по модулю не превышают 100.
 
Выходные данные
Выведите N строк по N чисел. j-е число в i-й строке должно соответствовать кратчайшему пути из вершины i в вершину j. Число должно быть равно 0, если пути не существует, 1, если существует кратчайший путь, и 2, если пути существуют, но бывают пути сколь угодно маленького веса.

Примеры
№ Входные данные Выходные данные
1
5
0 1 2 0 0
1 0 3 0 0
2 3 0 0 0
0 0 0 0 -1
0 0 0 -1 0 
1 1 1 0 0 
1 1 1 0 0 
1 1 1 0 0 
0 0 0 2 2 
0 0 0 2 2 
Фермер Джон тестирует новую камеру, которая может "схватить картинку" и автоматически вычислить положение коров. К несчастью, у камеры не очень хороший алгоритм поиска коров и ФД нуждается в Вашей помощи.
Картинка, получаемая камерой, может быть описана решёткой из N×N символов, каждый в интервале A…Z, представляющих один из 26 возможных различных цветов. ФД считает наилучшим такой алгоритм распознавания коров: PCL (возможное размещение коровы) - это прямоугольник на решётке (возможно вся решётка) со сторонами параллельными сторонам решётки, не содержащий внутри других PCL и обладающий следующим свойством: внутри этого прямоугольника должны присутствовать ровно два цвета, один формирует непрерывный регион, а другой формирует два или более непрерывных регионов.
 
Например, такой образ
 
AAAAA
ABABA
AAABB
есть PCL, поскольку символы A формируют непрерывный регион, символы B форрмируют более одного непрерывного региона. Интерпретация - это корова с цветом A и с пятнами цвета B.
 
Регион является непрерывным, если вы может пройти его весь, перемещаясь из одной клетки в другую соседнюю по направлениям вверх, вниз, влево, вправо.
 
По заданному образу камеры ФД определите количество PCL.
 
ФОРМАТ ВВОДА:
 
Первая строка ввода содержит N, размер решётки (1≤N≤20). Следующие N строк описывают образ, каждая состоит из N символов.
 
ФОРМАТ ВЫВОДА:
 
Количество PCL в образе.
 
Ввод Вывод
4
ABBC
BBBC
AABB
ABBC
2
Дан ориентированный полный граф, рёбрам которого приписаны некоторые веса (длины). Веса могут быть и положительные, и отрицательные, и нулевые. Нас интересует минимум длин всех возможных путей между всеми парами различных вершин этого графа. Нужно будет выяснить, существует ли этот минимум, и, если существует, вычислить его. (Минимума не существует в том случае, если в графе можно найти путь отрицательной длины, сколь угодно большой по модулю, стремящийся к бесконечности).
 
Входные данные
В первой строке задано число вершин N≤50. Далее идёт матрица смежности графа, то есть N строк, в каждой из которых записано N чисел. j-ое число в i-ой строке матрицы смежности задает длину ребра, ведущего из i-й вершину в j-ую. Длины могут принимать любые значения от -1000000 до 1000000. Гарантируется, что на главной диагонали матрицы стоят нули.
 
Выходные данные
Выведите одно число – искомый минимум. Если его не существует, выведите  -1.
Примеры
№ Входные данные Выходные данные
1
3
0 42 18468 
6335 0 26501 
19170 15725 0 
42
2
3
0 -7 3
-2 0 10
2 215 0 
-1
Дан ориентированный граф, рёбрам которого приписаны некоторые неотрицательные веса (длины). Надо найти две вершины, кратчайший путь между которыми имеет наибольшую длину.
 
Формат входных данных
В первой строке задано число вершин N ≤50. Далее идёт матрица смежности графа, то есть N строк, в каждой из которых записано N чисел. j-ое число в i-ой строке матрицы смежности задает длину ребра, ведущего из i-й вершину в j-ую. Длины могут принимать любые значения от от 0 до 1000000. Гарантируется, что на главной диагонали матрицы стоят нули.
 
Формат выходных данных
Выведите одно число – длину искомого пути.
Дан ориентированный граф, рёбрам которого приписаны некоторые неотрицательные веса (длины). Найти длину кратчайшего пути из вершины s в вершину t.
 
Входные данные
В первой строке заданы три числа: число вершин в графе N ≤50, номера вершин s и t. Далее идёт матрица смежности графа, то есть N строк, в каждой из которых записано N чисел. j-ое число в i-ой строке матрицы смежности задает длину ребра, ведущего из i-й вершину в j-ую. Длины могут принимать любые значения от 0 до 1000000, число -1 означает отсутствие соответствующего ребра. Гарантируется, что на главной диагонали матрицы стоят нули.
 
Выходные данные
Выведите одно число – минимальную длину пути. Если пути не существует, выведите -1.

Ввод Вывод
3 1 2
0 -1 3
7 0 1
2 215 0
218

Дан ориентированный взвешенный граф. Используя алгоритм Дейкстры, найдите кратчайший путь от одной заданной вершины до другой, проходящий через наибольшее число узлов.
 
Входные данные
В первой строке содержатся два числа: N, F (1≤N≤100, F≤N), где N – количество вершин графа, а F – конечная. В следующих N строках вводится по N чисел, не превосходящих 100, – матрица смежности графа, где -1 означает отсутствие ребра между вершинами, а любое неотрицательное число – присутствие ребра данного веса. На главной диагонали матрицы записаны нули.
 
Выходные данные
Требуется вывести последовательно все вершины того из путей до заданной, у которого количество переходов наибольшее.
 
Ввод Вывод
3 1
0 1 1
4 0 1
2 1 0
2 3 1
Между некоторыми деревнями края Васюки ходят автобусы. Поскольку пассажиропотоки здесь не очень большие, то автобусы ходят всего несколько раз в день.
 
Марии Ивановне требуется добраться из деревни d в деревню v как можно быстрее (считается, что в момент времени 0 она находится в деревне d).
 
Формат входных данных
Сначала вводится число N – общее число деревень (1 <= N <= 100),  затем номера деревень d и v,  за ними следует количество автобусных рейсов R (0 <= R <= 10000). Далее идут описания автобусных рейсов. Каждый рейс задается номером деревни отправления, временем отправления, деревней назначения и временем прибытия (все времена – целые от 0 до 10000). Если в момент t пассажир приезжает в какую-то деревню, то уехать из нее он может в любой момент времени, начиная с t.
 
Формат выходных данных
Выведите минимальное время, когда Мария Ивановна может оказаться в деревне v. Если она не сможет с помощью указанных автобусных рейсов добраться из d в v, выведите -1.
 
К очередной Летней компьютерной школе было решено подготовить кружки как для школьников, так и для всех преподавателей.
 
Имея привычку делать важные дела в самый последний момент, дизайнер закончил работу над макетом за два дня до начала школы. Ещё день уйдёт у завода-изготовителя на то, чтобы изготовить кружки и нанести на них изображение. Нато, чтобы довезти кружки от завода-изготовителя до ЛКШ,остаётся всего 24 часа.
 
Заказ на 10000000 экземпляров кружек (а именно столько заказали организаторы), конечно же, за один рейс не увезти. Однако, за первый рейс хочется привезти максимальное количество кружек. Для перевозки был заказан один большегрузный автомобиль. Но есть один нюанс: на некоторых дорогах установлено ограничение на вес автомобиля. Поэтому если автомобиль нагрузить кружками под завязку, то, возможно, не удастся воспользоваться самым коротким маршрутом, а придётся ехать в объезд. Может случиться даже так, что из-за этого грузовик не успеет доехать до лагеря вовремя, а этого допустить никак нельзя. Итак, сколько же кружек можно погрузить в автомобиль, чтобы успеть привезти этот ценный груз вовремя, и не нарушая правил дорожного движения?
 
Формат входных данных
В первой строке находятся числа n (1≤n≤500) и m - количество узловых пунктов дорожной схемы и количество дорог, соответственно. В следующих m строках находится информация о дорогах. Каждая дорога описывается в отдельной строке следующим образом. Сначала указаны номера узловых пунктов, которые соединяются данной дорогой, потом время, которое тратится на проезд по этой дороге, и, наконец, максимальный вес автомобиля, которому разрешено ехать по этой дороге. Известно, что все дороги соединяют различные пункты, причем для каждой пары пунктов есть не более одной дороги, непосредственно их соединяющей. Все числа разделены одним или несколькими пробелами. 
 
Узловые пункты нумеруются числами от 1 до n. При этом завод по производству кружек имеет номер 1, а ЛКШ - номер n. Время проезда по дороге задано в минутах и не превосходит 1440 (24 часа). Ограничение на массу задано в граммах и не превосходит одного миллиарда. Кроме того, известно, что одна кружка весит 100 грамм, а пустой грузовик -  3 тонны.
 
Формат выходных данных
Выведите одно число - максимальное количество кружек, которое можно привезти за первый рейс, потратив не более 24часов.

 
В стране N городов, некоторые из которых соединены между собой дорогами. Для того, чтобы проехать по одной дороге, требуется один бак бензина. В каждом городе бак бензина имеет разную стоимость. Вам требуется добраться из первого города в N-ый, потратив как можно меньшее денег. Покупать бензин впрок нельзя.
 
Формат входных данных
В первой строке вводится число N (1≤N≤100), в следующей строке идет N чисел, i-ое из которых задает стоимость бензина в i-ом городе (всё это целые числа из диапазона от 0 до 100). Затем идет число M – количество дорог в стране, далее идет описание самих дорог. Каждая дорога задается двумя числами – номерами городов, которые она соединяет. Все дороги двухсторонние (то есть по ним можно ездить как в одну, так и в другую сторону), между двумя городами всегда существует не более одной дороги, не существует дорог, ведущих из города в себя.
 
Формат выходных данных
Требуется вывести одно число – суммарную стоимость маршрута или -1, если добраться невозможно.
Дан ориентированный взвешенный граф. Найдите кратчайший путь от одной заданной вершины до другой.
 
Формат входных данных
В первой строке содержатся три числа: N, S и F (1≤N≤100, 1≤S, F≤N), где N – количество вершин графа, S – начальная вершина, а F – конечная. В следующих N строках вводится по N чисел, не превосходящих 100, – матрица смежности графа, где -1 означает отсутствие ребра между вершинами, а любое неотрицательное число – присутствие ребра данного веса. На главной диагонали матрицы записаны нули.
 
Формат выходных данных
Требуется вывести последовательно все вершины одного (любого) из кратчайших путей, или одно число -1, если пути между указанными вершинами не существует. 


Примеры
№ Входные данные Выходные данные
1 3 2 1
0 1 1
4 0 1
2 1 0
2 3 1
Дан ориентированный взвешенный граф. Найдите кратчайшее расстояние от одной заданной вершины до другой.
 
Формат входных данных
В первой строке содержатся три числа: N, S и F (1≤ N≤ 100, 1≤ S, F≤ N), где N – количество вершин графа, S – начальная вершина, а F – конечная. В следующих N строках вводится по N чисел, не превосходящих 100, – матрица смежности графа, где -1 означает отсутствие ребра между вершинами, а любое неотрицательное число – присутствие ребра данного веса. На главной диагонали матрицы записаны нули.
 
Формат выходных данных
Требуется вывести искомое расстояние или -1, если пути между указанными вершинами не существует.

 
Boolean satisfiability problem (SAT) is known to be a very hard problem in computer science. In this problem you are given a Boolean formula, and you need to find out if the variables of a given formula can be consistently replaced by the values true or false in such a way that the formula evaluates to true. SAT is known to be NP-complete problem. Moreover, it is NP-complete even in case of 3-CNF formula (3-SAT). However, for example, SAT problem for 2-CNF formulae (2-SAT) is in P.

#SAT is the extension of SAT problem. In this problem you need to check if it is possible, and count the number of ways to assign values to variables. This problem is known to be #P-complete even for 2-CNF formulae. We ask you to solve #1-DNF-SAT, which is #SAT problem for 1-DNF formulae.
You are given a Boolean formula in 1-DNF form. It means that it is a disjunction (logical or) of one or more clauses, each clause is exactly one literal, each literal is either variable or its negation (logical not). Formally:
Your task is to find the number of ways to replace all variables with values true and false (all occurrences of the same variable should be replaced with same value), such that the formula evaluates to true.

Input
The only line of the input file contains a logical formula in 1-DNF form (not longer than 1000 symbols). Logical operations are represented by ‘|’ (disjunction) and ‘~’ (negation). The variables are ‘A’ . . . ‘Z’ and ‘a’ . . . ‘z’ (uppercase and lowercase letters are different variables). The formula contains neither spaces nor other characters not mentioned in the grammar.

Output
Output a single integer — the answer for #SAT problem for the given formula
 
Input Output
a 1
B|~B 2
c|~C 3
i|c|p|c 7
Дана матрица N (1 <= N <= 100) на M (1 <= M <= 100). В матрице имеются ‘.’ – пустые клетки и ‘#’ – клетки, которые нельзя посетить. Ходить можно только вверх, вниз, влево и вправо. Дано q запросов: номер строки и номер столбца, если эта клетка – ‘#’, то она станет ‘.’, иначе – ‘#’. Для каждого из q запросов определить, достижима ли из клетки (Sx; Sy) клетка (tx; ty). Вывести на каждой строчке “Yes”, если достижима, и “No” - иначе.
Гарантируется, что клетка (Sx; Sy) и клетка (tx; ty)не являются ‘#’ клеткой в каждом запросе.

Формат входных данных
На первой строчке вводятся числа Sx (1 <= Sx <= 100), Sy (1 <= Sy <= 100), tx (1 <= tx <= 100), ty (1 <= ty <= 100), N (1 <= N <= 100), M(1 <= M <= 100) и q (1 <= q <= 100). На следующих N строках дается матрица, где ‘.’ – пустая клетка и ‘#’ – клетка, которую нельзя посетить. На следующих q строках дан номер строки и номер столбца, которые надо изменить.

Формат выходных данных
Вывести на каждый из q запросов “Yes”, если из клетки (Sx; Sy) в клетку (tx; ty) можно попасть, “No” – иначе.
 
Пояснение
В тестовом примере после первого запроса матрица будет такой:
..#
##.
###
Из точки (1; 1) в (2; 3) нет прохода, следовательно, выводим “No”.

После второго запроса матрица будет такой:
..#
#..
###
Из точки (1; 1) в (2; 3)есть проход, следовательно, выводим “Yes”. Выделен путь, по которому мы сможем идти.
 
Поделиться
Класснуть