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[最小生成树][思维]走廊泼水节 AcWing346

科牛 2022-03-11 阅读 87
算法

给定一棵 N 个节点的树,要求增加若干条边,把这棵树扩充为完全图,并满足图的唯一最小生成树仍然是这棵树。

求增加的边的权值总和最小是多少。

注意: 树中的所有边权均为整数,且新加的所有边权也必须为整数。

输入格式

第一行包含整数 t,表示共有 t 组测试数据。

对于每组测试数据,第一行包含整数 N。

接下来 N−1 行,每行三个整数 X,Y,Z,表示 X 节点与 Y 节点之间存在一条边,长度为 Z。

输出格式

每组数据输出一个整数,表示权值总和最小值。

每个结果占一行。

数据范围

1≤N≤6000
1≤Z≤100

输入样例:

2
3
1 2 2
1 3 3
4
1 2 3
2 3 4
3 4 5 

输出样例:

4
17 

题意: 给出一棵树,向这棵树中加边,直至其变成一个完全图,但保证该树是完全图的唯一最小生成树,输出加入边的权值和。

分析: 类似kruskal的过程,不过要记录下每个连通块内点的个数,在合并连通块时保证新连通块构成一个完全图,所以在两个连通块之间应该添加size1*size2-1条新边,size1和size2分别是两连通块内点数,设当前边权值为w,为了保证最小生成树的唯一性,新添加的边权值应该是w+1,否则就会出现其他最小生成树的方案。

可以发现用这种方法构造出来的最小生成树是唯一的,对该完全图再跑一遍kruskal和prim后,得到的最小生成树都是原树。

具体代码如下:

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <string>
using namespace std;

int T, n, fa[6005], _size[6005]; 
struct edge
{
	int u, v, w;
}e[6005];

bool cmp(edge a, edge b)
{
	return a.w < b.w;
}

int find(int x)
{
	if(fa[x] == x) return x;
	return fa[x] = find(fa[x]);
}

signed main()
{
	cin >> T;
	while(T--)
	{
		int n;
		cin >> n;
		for(int i = 1; i <= n; i++)
		{
			fa[i] = i;
			_size[i] = 1;	
		}
		for(int i = 1; i <= n-1; i++)
			scanf("%d%d%d", &e[i].u, &e[i].v, &e[i].w);
		sort(e+1, e+n, cmp);
		long long ans = 0;
		for(int i = 1; i <= n-1; i++)
		{
			int u = e[i].u, v = e[i].v, w = e[i].w;
			u = find(u), v = find(v);
			if(u != v)
			{
				ans += (_size[u]*_size[v]-1)*(w+1);//新增边的权为w+1 
				fa[u] = v;
				_size[v] += _size[u];
			}
		}
		printf("%lld\n", ans);
	}
    return 0;
}
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