Алгоритмы на графах

Ориентированный граф называется полуполным, если между любой парой его различных вершин есть хотя бы одно ребро. Для заданного списком ребер графа проверьте, является ли он полуполным.

Входные данные
Сначала вводятся числа n ( 1≤n≤100 ) – количество вершин в графе и \(m (1 \leq m \leq n (n-1))\)  – количество ребер. Затем следует m пар чисел – ребра графа.

Выходные данные
Выведите  «YES», если граф является полуполным, и «NO» в противном случае.

Неориентированный граф с кратными рёбрами называется полным, если любая пара его различных вершин соединена хотя бы одним ребром. Для заданного списком ребер графа проверьте, является ли он полным.

Входные данные
Сначала вводятся числа n ( 1≤n≤100 ) – количество вершин в графе и \(m ( 1 \leq m \leq n (n-1)/2)\)  – количество ребер. Затем следует m пар чисел – ребра графа.

Выходные данные
Выведите  «YES», если граф является полным, и «NO» в противном случае.

Неориентированный граф называется регулярным, если все его вершины имеют одинаковую степень. Для заданного списком ребер графа проверьте, является ли он регулярным.

Входные данные
Сначала вводятся числа n ( 1≤n≤100) – количество вершин в графе и \(m (0 \leq m \leq n (n - 1)/2)\)  – количество ребер. Затем следует m пар чисел – ребра графа.

Выходные данные
Выведите  «YES», если граф является регулярным, и «NO» в противном случае.

Напомним, что вершина ориентированного графа называется истоком, если в нее не входит ни одно ребро и стоком, если из нее не выходит ни одного ребра.

Ориентированный граф задан матрицей смежности. Найдите все вершины графа, которые являются истоками, и все его вершины, которые являются стоками.

Входные данные
Сначала вводится число n ( 1≤n≤100) – количество вершин в графе, а затем n строк по n чисел, каждое из которых равно 0 или 1, – его матрица смежности.

Выходные данные
Вначале выведите k – число истоков в графе и затем k чисел – номера вершин, которые являются истоками, в возрастающем порядке. Затем выведите информацию о стоках в том же порядке.

Ориентированный граф задан списком ребер. Найдите степени всех вершин графа.

Входные данные
Сначала вводятся числа n ( 1≤n≤100 ) –  количество вершин в графе и \(m (1 \leq m \leq n (n-1))\) – количество ребер. Затем следует m пар чисел – ребра графа.

Выходные данные
Выведите  n пар чисел – для каждой вершины сначала выведите полустепень захода и затем полустепень исхода.

Ориентированный граф задан матрицей смежности. Найдите полустепени захода и полустепени исхода всех вершин графа.

Входные данные
Сначала вводится число n ( 1≤n≤100) – количество вершин в графе, а затем n строк по n чисел, каждое из которых равно 0 или 1, – его матрица смежности.

Выходные данные
Выведите  n пар чисел – для каждой вершины сначала выведите полустепень захода и затем полустепень исхода.

Неориентированный граф задан списком ребер. Найдите степени всех вершин графа.

Входные данные
Сначала вводятся числа n ( 1≤n≤100 ) – количество вершин в графе и \(m (1 \leq m \leq n (n - 1) / 2)\)  – количество ребер. Затем следует m пар чисел – ребра графа.

Выходные данные
Выведите n чисел – степени вершин графа.

Ориентированный граф задан списком ребер. Проверьте, содержит ли он параллельные ребра.

Входные данные

Сначала вводятся числа n ( 1≤n≤1001≤𝑛≤100 ) – количество вершин в графе и m ( 1≤m≤10,0001≤𝑚≤10,000 ) – количество ребер. Затем следует m пар чисел – ребра графа.

Выходные данные

Выведите  «YES», если граф содержит параллельные ребра, и «NO» в противном случае.

Неориентированный граф задан списком ребер. Проверьте, содержит ли он параллельные ребра.

Входные данные
Сначала вводятся  числа n ( 1≤n≤100) – количество вершин в графе и m ( 1≤m≤10,000 ) – количество ребер. Затем следует m пар чисел – ребра графа.

Выходные данные
Выведите  «YES», если граф содержит параллельные ребра, и «NO» в противном случае.

Ориентированный граф задан матрицей смежности. Найдите количество ребер в графе.

Входные данные
На вход программы поступает число n ( 1≤n≤100 ) – количество вершин в графе, а затем n строк по n чисел, каждое из которых равно 0 или 1, – его матрица смежности.

Выходные данные
Выведите одно число – количество ребер заданного графа.

Простой неориентированный граф задан матрицей смежности. Найдите количество ребер в графе.

Входные данные
На вход программы поступает число n ( 1≤n≤100) – количество вершин в графе, а затем n строк по n чисел, каждое из которых равно 0 или 1, – его матрица смежности.

Выходные данные
Выведите одно число – количество ребер заданного графа.

В одном феодальном государстве средневековой Европы было \(n\) городов и \(m\) дорог, каждая из которых соединяла некоторые два города. Каждая дорога принадлежала правителю одного из городов (не обязательно одного из тех, которые она соединяла). Однажды правитель города S решил объявить войну правителю города T. Перед ним сразу же встала нелегкая задача: как довести армию до города T.

Правитель каждого города требует плату за проход войск через его город. Кроме того, правитель города S может перемещать войска только по дорогам, которые принадлежат ему. При этом он может купить любую дорогу у ее владельца за определенную плату (даже если владелец — правитель города T). К сожалению, все деньги из казны города S были потрачены на предыдущий неудачный военный поход, поэтому сначала правителю придется продать некоторые свои дороги (разумеется, после этого он не сможет провести по ним войска).

Помогите правителю выяснить, какие дороги следует продать, а какие купить, чтобы довести войска от города S до города T и оплатить проход через все промежуточные города. Все операции продажи и покупки дорог надо осуществить до начала похода, пока правители других городов не догадались о воинственных намерениях правителя города S.

Формат входных данных
Первая строка содержит целые числа \(n\) и \(m\) — количество городов и дорог соответственно (\(2 \le n \le 2\,000\), \(1 \le m \le 50\,000\)). Города нумеруются от 1 до \(n\), города S и T имеют номера 1 и \(n\) соответственно.

Следующие \(n\) строк содержат под одному целому числу \(r_i\) — плату за проезд через город \(i\) (\(0 \le r_i \le 10\,000\), \(r_1 = r_n = 0\)).

Следующие \(m\) строк содержат описания дорог. Дорога описывается четырьмя целыми числами: \(a_i\), \(b_i\), \(p_i\) и \(c_i\). Здесь \(a_i\) и \(b_i\) — номера городов, которые соединяет дорога, \(p_i\) — номер города, правителю которого она принадлежит, \(c_i\) — ее стоимость (\(a_i \ne b_i\), \(1 \le c_i \le 10\,000\)). По дороге можно перемещаться в обоих направлениях. Любые два города соединены не более чем одной дорогой.

Формат выходных данных
На первой строке выведите список дорог, которые нужно продать в следующем формате: сначала число дорог, а затем их номера. Дороги нумеруются с единицы в том порядке, в котором они заданы во входных данных. На второй строке выведите список дорог, которые нужно купить, в том же формате. На третьей строке выведите маршрут похода — номера городов в порядке следования войска. Если решений несколько, выведите любое.

Если решения нет, выведите в выходной файл число \(-1\).

Петя любит ездить в школу на велосипеде. Но ездить на велосипеде по тротуарам запрещено, а ездить по дороге опасно. Поэтому Петя ездит только по специальным велосипедным дорожкам. К счастью, и Петин дом, и Петина школа находятся в непосредственной близости от таких дорожек.

В городе, где живет Петя, есть ровно две велосипедных дорожки. Каждая дорожка имеет форму окружности. В точках их пересечения можно переехать с одной дорожки на другую.

Петя знает точку, в которой он заезжает на дорожку, и точку, в которой следует съехать, чтобы попасть в школу. Петю заинтересовал вопрос: какое минимальное расстояние ему следует проехать по дорожкам, чтобы попасть из дома в школу.

Входные данные
Будем считать, что в городе введена прямоугольная декартова система координат.

Первые две строки входных данных описывают велосипедные дорожки. Каждая из них содержит по три целых числа – координаты центра окружности, которую представляет собой соответствующая дорожка, и ее радиус. Координаты и радиус не превышают 200 по абсолютной величине, радиус – положительное число. Гарантируется, что дорожки не совпадают.

Следующие две строки содержат по два вещественных числа – координаты точки, где Петя заезжает на дорожку, и точки, в которой Петя съезжает с дорожки. Гарантируется, что каждая из точек с высокой точностью лежит на одной из дорожек (расстояние от точки до центра одной из окружностей отличается от ее радиуса не более, чем на 10^-8). Точки могут лежать как на одной дорожке, так и на разных.

Выходные данные
Выведите  минимальное расстояние, которое следует проехать Пете по велосипедным дорожкам, чтобы попасть из дома в школу. Ответ должен отличаться от правильного не более, чем на 10^-4.

Если доехать из дома до школы по велосипедным дорожкам невозможно, выведите  число -1.

Во Флатландии \(n\) городов, расположенных в различных точках плоскости. Известно, что никакие три города не лежат на одной прямой.

Правительство решило построить в стране сеть сверхскоростных шоссе. Сеть шоссе должна быть такой, чтобы из любого города можно было проехать в любой другой по построенным шоссе. А в целях экономии средств было решено, что путь, соединяющий любые два города, должен быть единственным. Каждое шоссе представляет собой отрезок, соединяющий некоторую пару городов.

Завод, выполняющий этот госзаказ, подготовил проект сети шоссе. Проект представляет собой описание \(n - 1\) шоссе. Каждое шоссе задается городами, которые оно соединяет. В целях секретности вместо названий городов в проекте были использованы коды — числа от 1 до \(n\).

Однако когда дело дошло до реализации проекта, выяснилось, что документ, в котором было указано соответствие номеров городам, утерян. Поскольку проект приурочен к пятисотлетию культурной столицы Флатландии, переделывать проект полностью оказалось невозможно. Поэтому было решено установить некоторое новое соответствие номеров городам.

При попытке это сделать разработчики проекта столкнулись со следующей проблемой. В соответствии с техническими нормами строительства, недопустимо, чтобы шоссе пересекались вне городов. Поэтому не любое сопоставление номеров городам допустимо. После пары бессонных ночей главный инженер завода решил поручить спасение проекта вам.

Ваша задача — таким образом сопоставить числам от 1 до \(n\) города, чтобы после реализации проекта шоссе не пересекались вне городов, которые они соединяют.

Формат входных данных
В первой строке содержится целое число \(n\) — количество городов во Флатландии (\(2 \le n \le 1500\)).

Далее следует \(n\) описаний городов. Описание каждого города состоит из двух строк. Первая строка содержит название города — строку, состоящую из символов с ASCII-кодами от 33 до 127. Названия различных городов не совпадают. Длина названия города не превышает 60 символов. Вторая строка описания города содержит два целых числа \(x\) и \(y\) — координаты города. Координаты не превышают \(10^4\) по абсолютной величине.

Далее следуют \(n - 1\) строк, которые описывают проект строительства сети шоссе в его текущем состоянии. Каждая строка содержит по два целых числа — номера городов, соединенных шоссе в проекте. Никакое шоссе в проекте не соединяет город сам с собой, никакие два города не соединены более чем одним шоссе.

Формат выходных данных
Выведите \(n\) строк, \(i\)-я из этих строк должна содержать название города, который следует сопоставить числу \(i\) в проекте. Если решений несколько, выведите любое.

Если решения не существует, выведите <<No solution>>.

Иллюстрация к примеру

Женя получил письмо от Леши со словесным описанием схемы метро в его городе. Метро содержит одну кольцевую линию. Каждая из остальных линий пересекается с кольцевой не более чем в двух местах, причем в точках пересечения организованы пересадочные станции. В одном месте кольцевую линию могут пересекать сразу несколько линий, имеющих общую пересадочную станцию.

Кроме этих пересадочных станций каждая из линий имеет не более одной пересадочной станции для перехода на другие, отличные от кольцевой, линии. На такой станции также может быть организована пересадка сразу на несколько линий.

Для каждой пересадочной станции Леша описал, какие линии на ней пересекаются, и указал порядок расположения пересадочных станций на кольцевой линии. Он утверждает, что все линии расположены на одной глубине и других пересечений, помимо пересадочных узлов, не имеют. Чтобы проверить это утверждение, Женя стал по словесному описанию рисовать схему метро, но у него не получилось.

Помогите Жене написать программу, которая будет проверять, действительно ли может существовать схема метро, соответствующая полученному описанию.

На рисунке приведена возможная схема метро, соответствующая второму примеру.

Формат входных данных
В первой строке содержится число \(k\) — количество линий метро в городе (\(1 \le k \le 10\)). Все линии пронумерованы от 0 до \(k - 1\), кольцевая линия имеет номер 0. Во второй строке записано число \(n\) — количество пересадочных станций. Каждая из следующих \(n\) строк описывает линии, пересекающиеся на соответствующей пересадочной станции, причем сначала следуют описания пересадочных станций, расположенных на кольцевой линии, в порядке их расположения на ней. Описание каждого узла начинается с количества пересекающихся в нем линий, затем следуют номера линий.

Формат выходных данных
Выведите слово YES, если по описанию можно построить схему метро, и NO в противном случае.

Секретный бункер уходит на N этажей вниз. Под нижним этажом бункера находится сверхсекретная лаборатория. Злобный диверсант хочет вывести лабораторию из строя, залив её водой (даже очень небольшого количества воды хватит, чтобы запоганить сверхточные приборы). Для этого он использует лужицы воды, остающиеся от жизнедеятельности обитателей бункера. В лужицах i-го этажа находится Ei воды. Диверсанту известно, что если на нём скопится больше Сi воды, то перегородка не выдержит и вся вода сольется на этаж ниже. Он может проделать отверстия в некоторых перегородках, по которым вода также стечет вниз. Проделать отверстие в полу i-го этажа стоит Pi у.е. Помогите диверсанту уничтожить лабораторию с минимальными материальными затратами.

Входные данные
Первая строка содержит натуральное число N (1 <= N <= 50000) - количество этажей в бункере, в следующих N строках находятся тройки целых чисел C_i, E_i, P_i (0 < E_i <= Ci < 1000000; E₁+E₂+...+E_N < 2000000000; P_i > 0; P₁+P₂+...+P_N < 2000000000). Этажи нумеруются сверху вниз.

Выходные данные
В первой строке выдать количество денег, которое придется потратить злобному диверсанту, в следующих строках выведите номера этажей, в полу которых следует проделать отверстия.

Остров народа Флатопии представляет собой часть плоскости. К сожалению, во Флатопии очень плохая система дорог. Правительство беспокоится об этой проблеме и уже построило несколько дорог, соединяющих наиболее важные города. Как всегда, остались города, до которых невозможно добраться по дорогам. Требуется построить новые дороги так, чтобы можно было проехать по дорогам от любого города до любого другого.

Города во Флатопии пронумерованы от 1 до N и город с номером i имеет декартовы координаты (x_i, y_i). Каждая дорога соединяет ровно два города. Все дороги (уже построенные и те, которые собираются построить) лежат на прямых линиях и их длина равна декартовому расстоянию между городами. Все дороги имеют двухстороннее движение. Дороги могут пересекаться, но водитель может переезжать с дороги на дорогу только в городах.

Правительство Флатопии хочет минимизировать стоимость постройки новых дорог. При этом, они хотят, чтобы все города были достижимы по дорогам. Так как Флатопия является плоской, то стоимость постройки дороги пропорциональна её длине. Поэтому, в целях экономии, требуется минимизировать суммарную длину построенных дорог.

Входные данные
Входной файл состоит из двух частей. Первая часть содержит информацию о городах Флатопии, а вторая о дорогах, которые уже построены.

Первая строка входного файла содержит единственное целое число N (1 <= N <= 750), обозначающее число городов. Следующие N строк содержат по два целых числа, x_i и y_i, разделённых пробелом. Эти числа являются координатами соответствующих городов (для i от 1 до N). Координаты по модулю не превосходят 10000. Никакие два города не совпадают.

Следующая строка содержит одно число M (0 <= M <= 1000), представляющее количество уже построенных дорог. Следующие M строк содержат по два целых числа, разделённых пробелом. Эти два числа обозначают пару городов, которые уже соединены дорогами. Каждая пара соединена не более чем одной дорогой.

Выходные данные
В выходной файл выведите дороги, имеющие минимальную возможную суммарную длину, которые требуется построить для соединения всех городов. Каждая дорога должна быть записана на отдельной строке в виде номеров соединённых городов, записанных через пробел. Если дорог строить не нужно, то выходной файл должен быть создан, но при этом остаться пустым.

В ЛКШ построили аттракцион "Лабиринт знаний". Лабиринт представляет собой N комнат, занумерованных от 1 до N, между некоторыми из которых есть двери. Когда человек проходит через дверь, показатель его знаний изменяется на определенную величину, фиксированную для данной двери. Вход в лабиринт находится в комнате 1, выход - в комнате N. Каждый ЛКШонок проходит лабиринт ровно один раз и попадает в группу в зависимости от набранных знаний (при входе в лабиринт этот показатель равен нулю). Ваша задача показать наилучший результат.

Входные данные
Первая строка входного файла содержит целые числа N (1 <= N <= 2000) - количество комнат и M (1 <= M <= 10000) - количество дверей. В каждой из следующих M строк содержится описание двери - номера комнат, из которой она ведет и в которую она ведет, а также целое число, которое прибавляется к количеству знаний при прохождении через дверь (это число по модулю не превышает 10000). Двери могут вести из комнаты в нее саму, между двумя комнатами может быть более одной двери.

Выходные данные
В выходной файл выведите ":)" - если можно получить неограниченно большой запас знаний, ":(" - если лабиринт пройти нельзя, и максимальное количество набранных знаний в противном случае.

Для того, чтобы отойти ко сну, живущему в ЛКШ мальчику Пете необходимо почистить зубы, вымыть ноги, принять душ и т.д., одним словом, посетить умывальник. Так случилось, что в корпусе, где он проживает, смонтировано лишь два умывальника. Вообще корпус представляет собой совокупность из N холлов, некоторые из которых соединены коридорами, причем, если по коридору можно пройти в одну сторону, это вовсе не означает, что можно пройти и в другую. Это фишка архитекторов.

Так как Петя идёт умываться после отбоя, он смертельно боится попасться на глаза воспитателям ЛКШ. Однако, как выяснилось, в каждом коридоре стоит ровно по одному воспитателю, причём каждый из них считает своим долгом при встрече Пети влепить ему наряд вне очереди.

Стоит отметить ещё одну немаловажную особенность корпуса, в котором живёт Петя: архитекторы оставили потайные ходы напрямую из каждого холла в оба умывальника, но т.к. существование этих ходов приравнивается руководством к красивой легенде, в случае пользования одним из них, Петя получит 10000 нарядов вне очереди.

Петя хочет узнать, получит ли он меньше нарядов вне очереди, если пойдёт в первый умывальник, нежели если он пойдёт во второй. Обратный путь его не интересует.

Входные данные
В первой строке входного файла четыре числа: N, S, V1, V2 (1 <= N <= 1000; 1 <= S, V1, V2 <= N), где N - общее количество холлов, S - номер холла, в котором Петя находится в начальный момент времени, V1, V2 - номера холлов, в которых располагаются умывальники. В следующих N строках по N чисел - 1 или 0. Стоящий в I-ой строке на J-ом месте 0 означает отсутствие коридора из I-го холла в J-ый, а стоящая 1 - присутствие.

Выходные данные
Вывести 1, если Петя сможет получить меньше нарядов вне очереди при использовании первого умывальника, нежели при использовании второго, или 0 в противном случае.

Пусть нам известны степени (количество ребер, инцидентных данной вершине) всех вершин неориентированного графа. Требуется построить неориентированный граф без петель и кратных ребер с заданными степенями вершин или сказать, что это невозможно.

Формат входных данных

Первая строка входного файла содержит натуральное число N (1 <= N <= 500), а во второй строке N чисел - степени вершин.

Формат выходных данных

В первой строке выходного файла выдать слово 'Yes', если граф построить можно, или 'No', если нет. Если построить возможно, то выдать в следующей строке количество ребер, далее список ребер, заданных парой вершин.