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| author | MZuenni <michi.zuendorf@gmail.com> | 2024-06-28 13:47:18 +0200 |
|---|---|---|
| committer | MZuenni <michi.zuendorf@gmail.com> | 2024-06-28 13:47:18 +0200 |
| commit | 65d2ac37862ce9d1de208a05099c281863e66256 (patch) | |
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Diffstat (limited to 'graph')
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| -rw-r--r-- | graph/havelHakimi.cpp | 4 | ||||
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diff --git a/graph/2sat.cpp b/graph/2sat.cpp index 8fb3d39..75e54e6 100644 --- a/graph/2sat.cpp +++ b/graph/2sat.cpp @@ -2,7 +2,7 @@ struct sat2 { int n; // + scc variablen vector<int> sol; - sat2(int vars) : n(vars*2), adj(vars*2) {}; + sat2(int vars) : n(vars*2), adj(n) {} static int var(int i) {return i << 1;} // use this! @@ -18,20 +18,14 @@ struct sat2 { void addAnd(int a, int b) {addTrue(a); addTrue(b);} void addNand(int a, int b) {addOr(1^a, 1^b);} - bool solvable() { + bool solve() { scc(); //scc code von oben + sol.assign(n, -1); for (int i = 0; i < n; i += 2) { if (idx[i] == idx[i + 1]) return false; + sol[i] = idx[i] < idx[i + 1]; + sol[i + 1] = !sol[i]; } return true; } - - void assign() { - sol.assign(n, -1); - for (int i = 0; i < sccCounter; i++) { - if (sol[sccs[i][0]] == -1) { - for (int v : sccs[i]) { - sol[v] = 1; - sol[1^v] = 0; - }}}} }; diff --git a/graph/graph.tex b/graph/graph.tex index 6fbdb74..060d157 100644 --- a/graph/graph.tex +++ b/graph/graph.tex @@ -1,18 +1,31 @@ \section{Graphen} -\begin{algorithm}{Eulertouren} +\begin{algorithm}{Kruskal} + \begin{methods}[ll] + berechnet den Minimalen Spannbaum & \runtime{\abs{E}\cdot\log(\abs{E})} \\ + \end{methods} + \sourcecode{graph/kruskal.cpp} +\end{algorithm} + +\begin{algorithm}{Minimale Spannbäume} + \paragraph{Schnitteigenschaft} + Für jeden Schnitt $C$ im Graphen gilt: + Gibt es eine Kante $e$, die echt leichter ist als alle anderen Schnittkanten, so gehört diese zu allen minimalen Spannbäumen. + ($\Rightarrow$ Die leichteste Kante in einem Schnitt kann in einem minimalen Spannbaum verwendet werden.) + + \paragraph{Kreiseigenschaft} + Für jeden Kreis $K$ im Graphen gilt: + Die schwerste Kante auf dem Kreis ist nicht Teil des minimalen Spannbaums. +\end{algorithm} + +\begin{algorithm}{Heavy-Light Decomposition} \begin{methods} - \method{euler}{berechnet den Kreis}{\abs{V}+\abs{E}} + \method{get\_intervals}{gibt Zerlegung des Pfades von $u$ nach $v$}{\log(\abs{V})} \end{methods} - \sourcecode{graph/euler.cpp} - \begin{itemize} - \item Zyklus existiert, wenn jeder Knoten geraden Grad hat (ungerichtet),\\ bei jedem Knoten Ein- und Ausgangsgrad übereinstimmen (gerichtet). - \item Pfad existiert, wenn genau $\{0, 2\}$ Knoten ungeraden Grad haben (ungerichtet),\\ bei allen Knoten Ein- und Ausgangsgrad übereinstimmen oder einer eine Ausgangskante mehr hat (Startknoten) und einer eine Eingangskante mehr hat (Endknoten). - \item \textbf{Je nach Aufgabenstellung überprüfen, wie ein unzusammenhängender Graph interpretiert werden sollen.} - \item Wenn eine bestimmte Sortierung verlangt wird oder Laufzeit vernachlässigbar ist, ist eine Implementierung mit einem \code{vector<set<int>> adj} leichter - \item \textbf{Wichtig:} Algorithmus schlägt nicht fehl, falls kein Eulerzyklus existiert. - Die Existenz muss separat geprüft werden. - \end{itemize} + \textbf{Wichtig:} Intervalle sind halboffen + + Subbaum unter dem Knoten $v$ ist das Intervall $[\text{\code{in[v]}},~\text{\code{out[v]}})$. + \sourcecode{graph/hld.cpp} \end{algorithm} \begin{algorithm}{Lowest Common Ancestor} @@ -31,16 +44,20 @@ \sourcecode{graph/centroid.cpp} \end{algorithm} -\begin{algorithm}{Heavy-Light Decomposition} +\begin{algorithm}{Eulertouren} \begin{methods} - \method{get\_intervals}{gibt Zerlegung des Pfades von $u$ nach $v$}{\log(\abs{V})} + \method{euler}{berechnet den Kreis}{\abs{V}+\abs{E}} \end{methods} - \textbf{Wichtig:} Intervalle sind halboffen - - Subbaum unter dem Knoten $v$ ist das Intervall $[\text{\code{in[v]}},~\text{\code{out[v]}})$. - \sourcecode{graph/hld.cpp} + \sourcecode{graph/euler.cpp} + \begin{itemize} + \item Zyklus existiert, wenn jeder Knoten geraden Grad hat (ungerichtet),\\ bei jedem Knoten Ein- und Ausgangsgrad übereinstimmen (gerichtet). + \item Pfad existiert, wenn genau $\{0, 2\}$ Knoten ungeraden Grad haben (ungerichtet),\\ bei allen Knoten Ein- und Ausgangsgrad übereinstimmen oder einer eine Ausgangskante mehr hat (Startknoten) und einer eine Eingangskante mehr hat (Endknoten). + \item \textbf{Je nach Aufgabenstellung überprüfen, wie ein unzusammenhängender Graph interpretiert werden sollen.} + \item Wenn eine bestimmte Sortierung verlangt wird oder Laufzeit vernachlässigbar ist, ist eine Implementierung mit einem \code{vector<set<int>> adj} leichter + \item \textbf{Wichtig:} Algorithmus schlägt nicht fehl, falls kein Eulerzyklus existiert. + Die Existenz muss separat geprüft werden. + \end{itemize} \end{algorithm} -\clearpage \begin{algorithm}{Baum-Isomorphie} \begin{methods} @@ -49,24 +66,6 @@ \sourcecode{graph/treeIsomorphism.cpp} \end{algorithm} -\begin{algorithm}{Minimale Spannbäume} - \paragraph{Schnitteigenschaft} - Für jeden Schnitt $C$ im Graphen gilt: - Gibt es eine Kante $e$, die echt leichter ist als alle anderen Schnittkanten, so gehört diese zu allen minimalen Spannbäumen. - ($\Rightarrow$ Die leichteste Kante in einem Schnitt kann in einem minimalen Spannbaum verwendet werden.) - - \paragraph{Kreiseigenschaft} - Für jeden Kreis $K$ im Graphen gilt: - Die schwerste Kante auf dem Kreis ist nicht Teil des minimalen Spannbaums. -\end{algorithm} - -\begin{algorithm}{Kruskal} - \begin{methods}[ll] - berechnet den Minimalen Spannbaum & \runtime{\abs{E}\cdot\log(\abs{E})} \\ - \end{methods} - \sourcecode{graph/kruskal.cpp} -\end{algorithm} - \subsection{Kürzeste Wege} \subsubsection{\textsc{Bellmann-Ford}-Algorithmus} @@ -91,6 +90,14 @@ Sei $d_{i\smash{j}}$ die Distanzmatrix von $G$, dann gibt $d_{i\smash{j}}^k$ die Sei $a_{ij}$ die Adjazenzmatrix von $G$ \textcolor{gray}{(mit $a_{ii} = 1$)}, dann gibt $a_{i\smash{j}}^k$ die Anzahl der Wege von $i$ nach $j$ mit Länge genau \textcolor{gray}{(maximal)} $k$ an mit der Verknüpfung: $c_{i\smash{j}} = a_{i\smash{j}} \otimes b_{i\smash{j}} = \sum a_{ik} + b_{k\smash{j}}$ +\begin{algorithm}{Dynamic Connectivity} + \begin{methods} + \method{Constructor}{erzeugt Baum ($n$ Knoten, $m$ updates)}{n+m} + \method{addEdge}{fügt Kannte ein,\code{id}=delete Zeitpunkt}{\log(n)} + \method{eraseEdge}{entfernt Kante \code{id}}{\log(n)} + \end{methods} + \sourcecode{graph/connect.cpp} +\end{algorithm} \begin{algorithm}{Erd\H{o}s-Gallai} Sei $d_1 \geq \cdots \geq d_{n}$. Es existiert genau dann ein Graph $G$ mit Degreesequence $d$ falls $\sum\limits_{i=1}^{n} d_i$ gerade ist und für $1\leq k \leq n$: $\sum\limits_{i=1}^{k} d_i \leq k\cdot(k-1)+\sum\limits_{i=k+1}^{n} \min(d_i, k)$ @@ -100,13 +107,11 @@ Sei $a_{ij}$ die Adjazenzmatrix von $G$ \textcolor{gray}{(mit $a_{ii} = 1$)}, da \sourcecode{graph/havelHakimi.cpp} \end{algorithm} -\begin{algorithm}{Dynamic Connectivity} +\begin{algorithm}{Strongly Connected Components (\textsc{Tarjan})} \begin{methods} - \method{Constructor}{erzeugt Baum ($n$ Knoten, $m$ updates)}{n+m} - \method{addEdge}{fügt Kannte ein,\code{id}=delete Zeitpunkt}{\log(n)} - \method{eraseEdge}{entfernt Kante \code{id}}{\log(n)} + \method{scc}{berechnet starke Zusammenhangskomponenten}{\abs{V}+\abs{E}} \end{methods} - \sourcecode{graph/connect.cpp} + \sourcecode{graph/scc.cpp} \end{algorithm} \begin{algorithm}{DFS} @@ -121,13 +126,6 @@ Sei $a_{ij}$ die Adjazenzmatrix von $G$ \textcolor{gray}{(mit $a_{ii} = 1$)}, da \sourcecode{graph/articulationPoints.cpp} \end{algorithm} -\begin{algorithm}{Strongly Connected Components (\textsc{Tarjan})} - \begin{methods} - \method{scc}{berechnet starke Zusammenhangskomponenten}{\abs{V}+\abs{E}} - \end{methods} - \sourcecode{graph/scc.cpp} -\end{algorithm} - \begin{algorithm}{2-SAT} \sourcecode{graph/2sat.cpp} \end{algorithm} @@ -139,7 +137,6 @@ Sei $a_{ij}$ die Adjazenzmatrix von $G$ \textcolor{gray}{(mit $a_{ii} = 1$)}, da \end{methods} \sourcecode{graph/bronKerbosch.cpp} \end{algorithm} -\clearpage \begin{algorithm}{Cycle Counting} \begin{methods} @@ -164,6 +161,14 @@ Sei $a_{ij}$ die Adjazenzmatrix von $G$ \textcolor{gray}{(mit $a_{ii} = 1$)}, da \sourcecode{graph/blossom.cpp} \end{algorithm} +\begin{algorithm}{Rerooting Template} + \sourcecode{graph/reroot.cpp} +\end{algorithm} + +\begin{algorithm}{Virtual Trees} + \sourcecode{graph/virtualTree.cpp} +\end{algorithm} + \begin{algorithm}{Maximal Cardinatlity Bipartite Matching} \label{kuhn} \begin{methods} @@ -179,13 +184,6 @@ Sei $a_{ij}$ die Adjazenzmatrix von $G$ \textcolor{gray}{(mit $a_{ii} = 1$)}, da \sourcecode{graph/hopcroftKarp.cpp} \end{algorithm} -\begin{algorithm}{Maximum Weight Bipartite Matching} - \begin{methods} - \method{match}{berechnet Matching}{\abs{V}^3} - \end{methods} - \sourcecode{graph/maxWeightBipartiteMatching.cpp} -\end{algorithm} - \begin{algorithm}{Global Mincut} \begin{methods} \method{stoer\_wagner}{berechnet globalen Mincut}{\abs{V}\abs{E}+\abs{V}^2\*\log(\abs{E})} @@ -205,12 +203,21 @@ Sei $a_{ij}$ die Adjazenzmatrix von $G$ \textcolor{gray}{(mit $a_{ii} = 1$)}, da \sourcecode{graph/capacityScaling.cpp} } +\optional{ \subsubsection{Push Relabel} \begin{methods} \method{maxFlow}{gut bei sehr dicht besetzten Graphen.}{\abs{V}^2\*\sqrt{\abs{E}}} \method{addEdge}{fügt eine \textbf{gerichtete} Kante ein}{1} \end{methods} -\sourcecode{graph/pushRelabel2.cpp} +\sourcecode{graph/pushRelabel.cpp} +} + +\begin{algorithm}{Min-Cost-Max-Flow} + \begin{methods} + \method{mincostflow}{berechnet Fluss}{\abs{V}^2\cdot\abs{E}^2} + \end{methods} + \sourcecode{graph/minCostMaxFlow.cpp} +\end{algorithm} \subsubsection{Dinic's Algorithm mit Capacity Scaling} \begin{methods} @@ -218,6 +225,8 @@ Sei $a_{ij}$ die Adjazenzmatrix von $G$ \textcolor{gray}{(mit $a_{ii} = 1$)}, da \method{addEdge}{fügt eine \textbf{gerichtete} Kante ein}{1} \end{methods} \sourcecode{graph/dinicScaling.cpp} +\vfill* +\columnbreak \optional{ \subsubsection{Anwendungen} @@ -241,12 +250,15 @@ Sei $a_{ij}$ die Adjazenzmatrix von $G$ \textcolor{gray}{(mit $a_{ii} = 1$)}, da \end{itemize} } -\begin{algorithm}{Min-Cost-Max-Flow} +\begin{algorithm}{Maximum Weight Bipartite Matching} \begin{methods} - \method{mincostflow}{berechnet Fluss}{\abs{V}^2\cdot\abs{E}^2} + \method{match}{berechnet Matching}{\abs{V}^3} \end{methods} - \sourcecode{graph/minCostMaxFlow.cpp} + \sourcecode{graph/maxWeightBipartiteMatching.cpp} \end{algorithm} +\vfill* +\columnbreak + \begin{algorithm}[optional]{TSP} \begin{methods} @@ -261,3 +273,4 @@ Sei $a_{ij}$ die Adjazenzmatrix von $G$ \textcolor{gray}{(mit $a_{ii} = 1$)}, da \end{methods} \sourcecode{graph/bitonicTSPsimple.cpp} \end{algorithm} + diff --git a/graph/havelHakimi.cpp b/graph/havelHakimi.cpp index 6246fe0..cbd6991 100644 --- a/graph/havelHakimi.cpp +++ b/graph/havelHakimi.cpp @@ -1,6 +1,8 @@ vector<vector<int>> havelHakimi(const vector<int>& deg) { priority_queue<pair<int, int>> pq; - for (int i = 0; i < sz(deg); i++) pq.push({deg[i], i}); + for (int i = 0; i < sz(deg); i++) { + if (deg[i] > 0) pq.push({deg[i], i}); + } vector<vector<int>> adj; while (!pq.empty()) { auto [degV, v] = pq.top(); pq.pop(); diff --git a/graph/maxWeightBipartiteMatching.cpp b/graph/maxWeightBipartiteMatching.cpp index 5eda19b..a2b0a80 100644 --- a/graph/maxWeightBipartiteMatching.cpp +++ b/graph/maxWeightBipartiteMatching.cpp @@ -4,15 +4,14 @@ double costs[N_LEFT][N_RIGHT]; double match(int l, int r) { vector<double> lx(l), ly(r); //xy is matching from l->r, yx from r->l, or -1 - vector<int> xy(l, -1), yx(r, -1), augmenting(r); - vector<bool> s(l); + vector<int> xy(l, -1), yx(r, -1); vector<pair<double, int>> slack(r); for (int x = 0; x < l; x++) lx[x] = *max_element(costs[x], costs[x] + r); for (int root = 0; root < l; root++) { - augmenting.assign(r, -1); - s.assign(l, false); + vector<int> aug(r, -1); + vector<bool> s(l); s[root] = true; for (int y = 0; y < r; y++) { slack[y] = {lx[root] + ly[y] - costs[root][y], root}; @@ -22,38 +21,30 @@ double match(int l, int r) { double delta = INF; int x = -1; for (int yy = 0; yy < r; yy++) { - if (augmenting[yy] < 0) { - if (slack[yy].first < delta) { - delta = slack[yy].first; - x = slack[yy].second; - y = yy; - }}} + if (aug[yy] < 0 && slack[yy].first < delta) { + tie(delta, x) = slack[yy]; + y = yy; + }} if (delta > 0) { for (int x = 0; x < l; x++) if (s[x]) lx[x] -= delta; for (int y = 0; y < r; y++) { - if (augmenting[y] >= 0) ly[y] += delta; + if (aug[y] >= 0) ly[y] += delta; else slack[y].first -= delta; }} - augmenting[y] = x; + aug[y] = x; x = yx[y]; - if (x == -1) break; + if (x < 0) break; s[x] = true; for (int y = 0; y < r; y++) { - if (augmenting[y] < 0) { + if (aug[y] < 0) { double alt = lx[x] + ly[y] - costs[x][y]; if (slack[y].first > alt) { slack[y] = {alt, x}; }}}} while (y >= 0) { - // Jede Iteration vergrößert Matching um 1 - // (können 0-Kanten sein!) - int x = augmenting[y]; - int prec = xy[x]; - yx[y] = x; - xy[x] = y; - y = prec; + yx[y] = aug[y]; + swap(y, xy[aug[y]]); }} - // Wert des Matchings return accumulate(all(lx), 0.0) + - accumulate(all(ly), 0.0); + accumulate(all(ly), 0.0); // Wert des Matchings } diff --git a/graph/minCostMaxFlow.cpp b/graph/minCostMaxFlow.cpp index 3526b17..14a222c 100644 --- a/graph/minCostMaxFlow.cpp +++ b/graph/minCostMaxFlow.cpp @@ -8,7 +8,6 @@ struct MinCostFlow { vector<vector<int>> adj; vector<int> pref, con; vector<ll> dist; - const int s, t; ll maxflow, mincost; @@ -27,12 +26,10 @@ struct MinCostFlow { dist.assign(sz(adj), INF); vector<bool> inqueue(sz(adj)); queue<int> queue; - dist[s] = 0; queue.push(s); pref[s] = s; inqueue[s] = true; - while (!queue.empty()) { int cur = queue.front(); queue.pop(); inqueue[cur] = false; diff --git a/graph/pushRelabel.cpp b/graph/pushRelabel.cpp index 52ba8b1..904aec6 100644 --- a/graph/pushRelabel.cpp +++ b/graph/pushRelabel.cpp @@ -1,109 +1,64 @@ -constexpr ll inf = 1ll<<60; - struct Edge { - int from, to; + int to, rev; ll f, c; }; -vector<Edge> edges; -vector<vector<int>> adj, llist; -vector<int> height, ccount, que; -vector<ll> excess; -vector<list<int>> dlist; -vector<list<int>::iterator> iter; -int highest, highestActive; - -void addEdge(int from, int to, ll c) { - adj[from].push_back(sz(edges)); - edges.push_back({from, to, 0, c}); - adj[to].push_back(sz(edges)); - edges.push_back({to, from, 0, 0}); -} +vector<vector<Edge>> adj; +vector<vector<int>> hs; +vector<ll> ec; +vector<int> cur, H; -void globalRelabel(int n, int t) { - height.assign(n, n); - height[t] = 0; - ccount.assign(n, 0); - que.assign(n+1, 0); - int qh = 0, qt = 0; - for (que[qt++] = t; qh < qt;) { - int v = que[qh++], h = height[v] + 1; - for (int id : adj[v]) { - if (height[edges[id].to] == n && edges[id ^ 1].c - edges[id ^ 1].f > 0) { - ccount[height[edges[id].to] = h]++; - que[qt++] = edges[id].to; - }}} - llist.assign(n+1, {}); - dlist.assign(n+1, {}); - for (int v = 0; v < n; v++) { - if (height[v] < n) { - iter[v] = dlist[height[v]].insert(dlist[height[v]].begin(), v); - if (excess[v] > 0) llist[height[v]].push_back(v); - }} - highest = highestActive = height[que[qt - 1]]; +void addEdge(int u, int v, ll c) { + adj[u].push_back({v, (int)sz(adj[v]), 0, c}); + adj[v].push_back({u, (int)sz(adj[u])-1, 0, 0}); } -void push(int v, int id) { - int u = edges[id].to; - ll df = min(excess[v], edges[id].c - edges[id].f); - edges[id].f += df; - edges[id^1].f -= df; - excess[v] -= df; - excess[u] += df; - if (0 < excess[u] && excess[u] <= df) llist[height[u]].push_back(u); +void addFlow(Edge& e, ll f) { + if (ec[e.to] == 0 && f > 0) + hs[H[e.to]].push_back(e.to); + e.f += f; + adj[e.to][e.rev].f -= f; + ec[e.to] += f; + ec[adj[e.to][e.rev].to] -= f; } -void discharge(int n, int v) { - int nh = n; - for (int id : adj[v]) { - if (edges[id].c - edges[id].f > 0) { - if (height[v] == height[edges[id].to] + 1) { - push(v, id); - if (!excess[v]) return; - } else { - nh = min(nh, height[edges[id].to] + 1); - }}} - int h = height[v]; - if (ccount[h] == 1) { - for (int i = h; i <= highest; i++) { - for (auto p : dlist[i]) --ccount[height[p]], height[p] = n; - dlist[i].clear(); - } - highest = h - 1; - } else { - --ccount[h], iter[v] = dlist[h].erase(iter[v]), height[v] = nh; - if (nh == n) return; - ++ccount[nh], iter[v] = dlist[nh].insert(dlist[nh].begin(), v); - highest = max(highest, highestActive = nh); - llist[nh].push_back(v); -}} - ll maxFlow(int s, int t) { int n = sz(adj); - llist.assign(n + 1, {}); - dlist.assign(n + 1, {}); - highestActive = highest = 0; - height.assign(n, 0); - height[s] = n; - iter.resize(n); - for (int v = 0; v < n; v++) { - if (v != s) iter[v] = dlist[height[v]].insert(dlist[height[v]].begin(), v); - } - ccount.assign(n, 0); - ccount[0] = n-1; - excess.assign(n, 0); - excess[s] = inf; - excess[t] = -inf; - for (int id : adj[s]) push(s, id); - globalRelabel(n, t); - while (highestActive >= 0) { - if (llist[highestActive].empty()) { - highestActive--; - continue; - } - int v = llist[highestActive].back(); - llist[highestActive].pop_back(); - discharge(n, v); - } - return excess[t] + inf; -} + hs.assign(2*n, {}); + ec.assign(n, 0); + cur.assign(n, 0); + H.assign(n, 0); + H[s] = n; + ec[t] = 1;//never set t to active... + vector<int> co(2*n); + co[0] = n - 1; + for (Edge& e : adj[s]) addFlow(e, e.c); + for (int hi = 0;;) { + while (hs[hi].empty()) if (!hi--) return -ec[s]; + int v = hs[hi].back(); + hs[hi].pop_back(); + while (ec[v] > 0) { + if (cur[v] == sz(adj[v])) { + H[v] = 2*n; + for (int i = 0; i < sz(adj[v]); i++) { + Edge& e = adj[v][i]; + if (e.c - e.f > 0 && + H[v] > H[e.to] + 1) { + H[v] = H[e.to] + 1; + cur[v] = i; + }} + co[H[v]]++; + if (!--co[hi] && hi < n) { + for (int i = 0; i < n; i++) { + if (hi < H[i] && H[i] < n) { + co[H[i]]--; + H[i] = n + 1; + }}} + hi = H[v]; + } else { + Edge& e = adj[v][cur[v]]; + if (e.c - e.f > 0 && H[v] == H[e.to] + 1) { + addFlow(adj[v][cur[v]], min(ec[v], e.c - e.f)); + } else { + cur[v]++; +}}}}} diff --git a/graph/pushRelabel2.cpp b/graph/pushRelabel2.cpp deleted file mode 100644 index 7d7defd..0000000 --- a/graph/pushRelabel2.cpp +++ /dev/null @@ -1,66 +0,0 @@ -struct Edge { - int from, to; - ll f, c; -}; - -vector<Edge> edges; -vector<vector<int>> adj, hs; -vector<ll> ec; -vector<int> cur, H; - -void addEdge(int from, int to, ll c) { - adj[from].push_back(sz(edges)); - edges.push_back({from, to, 0, c}); - adj[to].push_back(sz(edges)); - edges.push_back({to, from, 0, 0}); -} - -void addFlow(int id, ll f) { - if (ec[edges[id].to] == 0 && f > 0) - hs[H[edges[id].to]].push_back(edges[id].to); - edges[id].f += f; - edges[id^1].f -= f; - ec[edges[id].to] += f; - ec[edges[id].from] -= f; -} - -ll maxFlow(int s, int t) { - int n = sz(adj); - hs.assign(2*n, {}); - ec.assign(n, 0); - cur.assign(n, 0); - H.assign(n, 0); - H[s] = n; - ec[t] = 1;//never set t to active... - vector<int> co(2*n); - co[0] = n - 1; - for (int id : adj[s]) addFlow(id, edges[id].c); - for (int hi = 0;;) { - while (hs[hi].empty()) if (!hi--) return -ec[s]; - int v = hs[hi].back(); - hs[hi].pop_back(); - while (ec[v] > 0) { - if (cur[v] == sz(adj[v])) { - H[v] = 2*n; - for (int i = 0; i < sz(adj[v]); i++) { - int id = adj[v][i]; - if (edges[id].c - edges[id].f > 0 && - H[v] > H[edges[id].to] + 1) { - H[v] = H[edges[id].to] + 1; - cur[v] = i; - }} - co[H[v]]++; - if (!--co[hi] && hi < n) { - for (int i = 0; i < n; i++) { - if (hi < H[i] && H[i] < n) { - co[H[i]]--; - H[i] = n + 1; - }}} - hi = H[v]; - } else { - auto e = edges[adj[v][cur[v]]]; - if (e.c - e.f > 0 && H[v] == H[e.to] + 1) { - addFlow(adj[v][cur[v]], min(ec[v], e.c - e.f)); - } else { - cur[v]++; -}}}}} diff --git a/graph/reroot.cpp b/graph/reroot.cpp new file mode 100644 index 0000000..4c6a748 --- /dev/null +++ b/graph/reroot.cpp @@ -0,0 +1,62 @@ +// Usual Tree DP can be broken down in 4 steps: +// - Initialize dp[v] = identity +// - Iterate over all children w and take a value for w +// by looking at dp[w] and possibly the edge label of v -> w +// - combine the values of those children +// usually this operation should be commutative and associative +// - finalize the dp[v] after iterating over all children +struct Reroot { + using T = ll; + + // identity element + T E() {} + // x: dp value of child + // e: index of edge going to child + T takeChild(T x, int e) {} + T comb(T x, T y) {} + // called after combining all dp values of children + T fin(T x, int v) {} + + vector<vector<pair<int, int>>> g; + vector<int> ord, pae; + vector<T> dp; + + T dfs(int v) { + ord.push_back(v); + for (auto [w, e] : g[v]) { + g[w].erase(find(all(g[w]), pair(v, e^1))); + pae[w] = e^1; + dp[v] = comb(dp[v], takeChild(dfs(w), e)); + } + return dp[v] = fin(dp[v], v); + } + + vector<T> solve(int n, vector<pair<int, int>> edges) { + g.resize(n); + for (int i = 0; i < n-1; i++) { + g[edges[i].first].emplace_back(edges[i].second, 2*i); + g[edges[i].second].emplace_back(edges[i].first, 2*i+1); + } + pae.assign(n, -1); + dp.assign(n, E()); + dfs(0); + vector<T> updp(n, E()), res(n, E()); + for (int v : ord) { + vector<T> pref(sz(g[v])+1), suff(sz(g[v])+1); + if (v != 0) pref[0] = takeChild(updp[v], pae[v]); + for (int i = 0; i < sz(g[v]); i++){ + auto [u, w] = g[v][i]; + pref[i+1] = suff[i] = takeChild(dp[u], w); + pref[i+1] = comb(pref[i], pref[i+1]); + } + for (int i = sz(g[v])-1; i >= 0; i--) { + suff[i] = comb(suff[i], suff[i+1]); + } + for (int i = 0; i < sz(g[v]); i++) { + updp[g[v][i].first] = fin(comb(pref[i], suff[i+1]), v); + } + res[v] = fin(pref.back(), v); + } + return res; + } +}; diff --git a/graph/scc.cpp b/graph/scc.cpp index 1716add..ac9a40b 100644 --- a/graph/scc.cpp +++ b/graph/scc.cpp @@ -1,8 +1,7 @@ vector<vector<int>> adj, sccs; -int counter, sccCounter; +int counter; vector<bool> inStack; -// idx enthält den Index der SCC pro Knoten. -vector<int> low, idx, s; +vector<int> low, idx, s; //idx enthält Index der SCC pro Knoten. void visit(int v) { int old = low[v] = counter++; @@ -15,14 +14,11 @@ void visit(int v) { if (old == low[v]) { sccs.push_back({}); - int u; - do { + for (int u = -1; u != v;) { u = s.back(); s.pop_back(); inStack[u] = false; - idx[u] = sccCounter; - sccs[sccCounter].push_back(u); - } while (u != v); - sccCounter++; -}} + idx[u] = sz(sccs) - 1; + sccs.back().push_back(u); +}}} void scc() { inStack.assign(sz(adj), false); @@ -30,7 +26,7 @@ void scc() { idx.assign(sz(adj), -1); sccs.clear(); - counter = sccCounter = 0; + counter = 0; for (int i = 0; i < sz(adj); i++) { if (low[i] < 0) visit(i); }} diff --git a/graph/virtualTree.cpp b/graph/virtualTree.cpp new file mode 100644 index 0000000..2fcea80 --- /dev/null +++ b/graph/virtualTree.cpp @@ -0,0 +1,22 @@ +// needs dfs in- and out- time and lca function +vector<int> in, out; + +void virtualTree(vector<int> ind) { // indices of used nodes + sort(all(ind), [&](int x, int y) {return in[x] < in[y];}); + for (int i=0; i<sz(a)-1; i++) { + ind.push_back(lca(ind[i], ind[i+1])); + } + sort(all(ind), [&](int x, int y) {return in[x] < in[y];}); + ind.erase(unique(all(ind)), ind.end()); + + int n = ind.size(); + vector<vector<int>> tree(n); + vector<int> st = {0}; + for (int i=1; i<n; i++) { + while (in[ind[i]] >= out[ind[st.back()]]) st.pop_back(); + tree[st.back()].push_back(i); + st.push(i); + } + // virtual directed tree with n nodes, original indices in ind + // weights can be calculated, e.g. with binary lifting +} |
