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codility上的问题(34) Fluorum 2014
给定一棵树(无向无环图),从一个节点出发,每次选择一个节点,从起点到目的节点的路径上没经过的节点尽可能多,直到遍历完所有的节点。如果起点到两个目的节点的路径中没经过的节点同样多,则选择标号较小的节点作为目的节点。如此继续,直到遍历所有的节点,求按顺序选择了哪些目的节点?
例如从2 开始,第一次选择0,然后1,0变为经历过的节点。
然后从0开始,第二次选择6, 然后4,6变为经历过的节点。
然后从6开始,第三次选择3,然后3变为经历过的节点。
然后从3开始,最后一次选择5,然后5变为经历过的节点。
输出[2,0,6,3,5]
函数头部是 vector<int> solution(int K, vector<int> &T);
其中K是起点编号,(i,T[i])表示树的一条边。
变量范围节点数N, [1..90,000],T元素范围[0..N-1]
要求时间复杂度O(N),空间复杂度O(N)。
分析: 我觉得这个题我没能完美的解决,因为没给出严格的证明。首先目标节点肯定是叶子,直观上深度更深的叶子更有效。所以我按叶子深度由大到小对叶子排序,如果深度相同,我把编号小的叶子放前面。按照这个既定顺序给叶子定义权值,这个权值就是最后访问路径上经历的新节点数(这个需要严格证明)。权值的定义如下,沿着叶子不断向父亲走,直到第一个标记过的节点停止。这条路径上的节点数作为叶子的权值。并且这条路径上的节点都设置未标记过。关键问题是,要按照之前排好的顺序给每个叶子算权值(因为顺序会影响叶子的权值)。直观感受是,如果两个叶子在一个分叉上,显然深的节点更先被访问,如果不在一个分叉上,那么先算深的也没什么损失。最后,按照这个权值再对叶子排序一次,就是所要的结果。为了满足时间复杂度,我采用的是基数排序,写了一个help函数完成排序。
所以大概思路就是:
(1) 先dfs一次,得到每个叶子的深度和每个节点的父亲
(2) 对所有叶子按深度进行基数排序
(3) 按照排好的顺序计算每个叶子的权值(复杂度相当于遍历树,因为是沿着叶子向上遍历的)
(4) 按照计算的权值,再对叶子做一次基数排序 得到最终结果。
最终代码:
// you can also use includes, for example: // #include <algorithm> void help(int n, vector<pair<int,int> > &v) { // (id, weight) vector<vector<int> > have; have.resize(n); for (int i = 0; i < v.size(); ++i) { have[v[i].first].push_back(v[i].second); } v.clear(); for (int i = 0; i < n; ++i) { for (int j = 0; j < have[i].size(); ++j) { v.push_back(make_pair(i, have[i][j])); } } have.clear(); have.resize(n); for (int i = 0; i < v.size(); ++i) { have[v[i].second].push_back(v[i].first); } v.clear(); for (int i = n - 1; i >= 0; --i) { for (int j = 0; j < have[i].size(); ++j) { v.push_back(make_pair(have[i][j] , i)); } } } void dfs(int x,int p,int d,vector<int> &depth, vector<int> &parent,vector<vector<int> > & con) { parent[x] = p; depth[x] = d; for (int i = 0; i < con[x].size(); ++i) { if (con[x][i] != p) { dfs(con[x][i], x, d + 1, depth, parent, con); } } } vector<int> solution(int K, vector<int> &T) { // write your code in C++98 vector<vector<int> > con; int n = T.size(); con.resize(n); for (int i = 0; i < n; ++i) { if (T[i] != i) { con[i].push_back(T[i]); con[T[i]].push_back(i); } } vector<int> parent, depth; depth.resize(n); parent.resize(n); dfs(K, -1, 0, depth, parent, con); vector<pair<int,int> > v; for (int i = 0; i < n; ++i) { if ((i != K) && (con[i].size() == 1)) { //leaf v.push_back(make_pair(i, depth[i])); } } help(n,v); vector<bool> mark; mark.resize(n, false); for (int i = 0; i < v.size(); ++i) { int x = -1; for (int j = v[i].first; (j >= 0) && (!mark[j]); ++x, j = parent[j]) { mark[j] = true; } v[i].second = x; } help(n,v); vector<int> result; result.push_back(K); for (int i = 0; i < v.size(); ++i) { result.push_back(v[i].first); } return result; }