#include<iostream>
#include<vector>
#include <queue>
#include<stack>
#include <utility>
#include<fstream>
using namespace std;
class Graf { ///clasa abstracta graf
public:
virtual void citire(istream& in) = 0;
virtual void afisare(ostream& out) = 0;
};
class Graf_orientat : public Graf ///graf orientat
{
private:
int Nr_noduri, Nr_muchii;
vector<vector<int>>Lista_de_adiacenta;
public:
Graf_orientat(int, int, vector<vector<int>>);
~Graf_orientat();
void adauga_in_lista_de_adiacenta(int, int);
void citire(istream& in);
void afisare(ostream& out);
friend istream& operator >>(istream&, Graf_orientat&);
friend ostream& operator <<(ostream&, Graf_orientat&);
vector<int> BFS(int);
void DFS(int, vector<int>&);
};
Graf_orientat::Graf_orientat(int Nr_noduri = 0, int Nr_muchii = 0, vector<vector<int>>Lista_de_adiacenta = {}) {
this->Nr_noduri = Nr_noduri;
this->Nr_muchii = Nr_muchii;
this->Lista_de_adiacenta.resize(Nr_noduri + 1);
for (int i = 1; i < Lista_de_adiacenta.size(); i++)
for (int j = 0; j < Lista_de_adiacenta[i].size(); j++)
this->Lista_de_adiacenta[i].push_back(Lista_de_adiacenta[i][j]);
}
void Graf_orientat::adauga_in_lista_de_adiacenta(int nod_stang, int nod_drept) {
this->Lista_de_adiacenta[nod_stang].push_back(nod_drept);
}
void Graf_orientat::citire(istream& in) {
in >> Nr_noduri;
in >> Nr_muchii;
this->Lista_de_adiacenta.resize(Nr_noduri + 1);
int stanga, dreapta;
for (int i = 1; i <= Nr_muchii; i++)
{
in >> stanga;
in >> dreapta;
adauga_in_lista_de_adiacenta(stanga, dreapta);
}
}
void Graf_orientat::afisare(ostream& out) {
out << Nr_noduri << " ";
out << Nr_muchii << endl;
for (int i = 1; i < Lista_de_adiacenta.size(); i++) {
for (int j = 0; j < Lista_de_adiacenta[i].size(); j++)
out << Lista_de_adiacenta[i][j] << " ";
}
}
istream& operator>>(istream& in, Graf_orientat& g)
{
g.citire(in);
return in;
}
ostream& operator<<(ostream& out, Graf_orientat& g)
{
g.afisare(out);
return out;
}
Graf_orientat::~Graf_orientat() {
this->Lista_de_adiacenta.clear();
this->Nr_muchii = 0;
this->Nr_noduri = 0;
}
vector<int> Graf_orientat::BFS(int Start_nod) {
vector<int>Distante(this->Nr_noduri + 1, -1);
deque<int>coada;
coada.push_back(Start_nod);
Distante[Start_nod] = 0;
while (!coada.empty()) {
int primul_nod_din_coada = coada.front();
for (int i = 0; i < Lista_de_adiacenta[primul_nod_din_coada].size(); i++) {
int nod_curent = Lista_de_adiacenta[primul_nod_din_coada][i];
if (Distante[nod_curent] == -1) {
coada.push_back(nod_curent);
Distante[nod_curent] = Distante[primul_nod_din_coada] + 1;
}
}
coada.pop_front();
}
return Distante;
}
class Graf_neorientat : public Graf ///graf neorientat
{
private:
int Nr_noduri, Nr_muchii;
vector<vector<int>>Lista_de_adiacenta;
public:
Graf_neorientat(int, int, vector<vector<int>>);
~Graf_neorientat();
int get_nr_noduri();
void adauga_in_lista_de_adiacenta(int, int);
void citire(istream& in);
void afisare(ostream& out);
friend istream& operator >>(istream&, Graf_neorientat&);
friend ostream& operator <<(ostream&, Graf_neorientat&);
vector<int> BFS(int);
void DFS(int, vector<int>&);
void Afla_noduri_critice(int, vector<int>&, vector<int>&, vector<int>&, vector<int>&, vector<int>&);
vector<int> ANC();
void Parcurgere_comp_biconexe(int, vector<int>&, vector<int>&, vector<int>&, vector<int>&, stack<pair<int, int>>&, vector<vector<int>>&, int&);
vector<vector<int>> Componente_biconexe(int&);
};
Graf_neorientat::Graf_neorientat(int Nr_noduri = 0, int Nr_muchii = 0, vector<vector<int>>Lista_de_adiacenta = {}) {
this->Nr_noduri = Nr_noduri;
this->Nr_muchii = Nr_muchii;
this->Lista_de_adiacenta.resize(Nr_noduri + 1);
for (int i = 1; i < Lista_de_adiacenta.size(); i++)
for (int j = 0; j < Lista_de_adiacenta[i].size(); j++) {
this->Lista_de_adiacenta[i].push_back(Lista_de_adiacenta[i][j]);
this->Lista_de_adiacenta[j].push_back(Lista_de_adiacenta[i][j]);
}
}
int Graf_neorientat::get_nr_noduri() {
return Nr_noduri;
}
void Graf_neorientat::adauga_in_lista_de_adiacenta(int nod_stang, int nod_drept) {
this->Lista_de_adiacenta[nod_stang].push_back(nod_drept);
}
void Graf_neorientat::citire(istream& in) {
in >> Nr_noduri;
in >> Nr_muchii;
this->Lista_de_adiacenta.resize(Nr_noduri + 1);
int stanga, dreapta;
for (int i = 1; i <= Nr_muchii; i++)
{
in >> stanga;
in >> dreapta;
adauga_in_lista_de_adiacenta(stanga, dreapta);
adauga_in_lista_de_adiacenta(dreapta, stanga);
}
}
void Graf_neorientat::afisare(ostream& out) {
out << Nr_noduri << " ";
out << Nr_muchii << endl;
for (int i = 1; i < Lista_de_adiacenta.size(); i++) {
for (int j = 0; j < Lista_de_adiacenta[i].size(); j++)
out << Lista_de_adiacenta[i][j] << " ";
}
}
istream& operator>>(istream& in, Graf_neorientat& g)
{
g.citire(in);
return in;
}
ostream& operator<<(ostream& out, Graf_neorientat& g)
{
g.afisare(out);
return out;
}
Graf_neorientat::~Graf_neorientat() {
this->Lista_de_adiacenta.clear();
this->Nr_muchii = 0;
this->Nr_noduri = 0;
}
void Graf_neorientat::DFS(int Nod_start, vector<int>& Vector_vizitati) {
Vector_vizitati[Nod_start] = 0; ///Marcam nodul de unde incepe dfs-ul ca vizitat
for (int i = 0; i < Lista_de_adiacenta[Nod_start].size(); i++)///parcurgem vecinii nodului
{
int nod_curent = Lista_de_adiacenta[Nod_start][i];
if (Vector_vizitati[nod_curent] == -1)
DFS(nod_curent, Vector_vizitati);
}
}
int Numar_componente_conexe(Graf_neorientat g) {
int Nr_noduri = g.get_nr_noduri();
vector<int>Vector_vizitati(Nr_noduri + 1, -1); ///Marcam toate norudrile nevizitate
///-1 =>nod nevizitat
///0 =>nod vizitat
int Nr_comp_conexe = 0;
for (int i = 1; i <= Nr_noduri; i++)
{
if (Vector_vizitati[i] == -1) { ///Daca nodul este nevizitat se aplica DFS
g.DFS(i, Vector_vizitati);
Nr_comp_conexe++;
}
}
return Nr_comp_conexe;
}
void Graf_neorientat::Afla_noduri_critice(int Nod_start, vector<int>& Vector_vizitati, vector<int>& Timp_curent, vector<int>& Timp_min, vector<int>& Vector_tati,
vector<int>& Noduri_critice) {
static int timp_curent = 0;
Vector_vizitati[Nod_start] = 0;
int copii = 0;
Timp_curent[Nod_start] = Timp_min[Nod_start] = ++timp_curent;
for (int i = 0; i < Lista_de_adiacenta[Nod_start].size(); i++) {///parcurgem vecinii nodului
int nod_curent = Lista_de_adiacenta[Nod_start][i];
if (Vector_vizitati[nod_curent] == -1) {
copii++;
Vector_tati[nod_curent] = Nod_start;
Afla_noduri_critice(nod_curent, Vector_vizitati, Timp_curent, Timp_min, Vector_tati, Noduri_critice);
Timp_min[Nod_start] = min(Timp_min[Nod_start], Timp_min[nod_curent]);
if (Vector_tati[Nod_start] == 0 && copii > 1)///daca e radacina si are mai mult de un copil
Noduri_critice.push_back(Nod_start);
if (Vector_tati[Nod_start] != 0 && Timp_min[nod_curent] >= Timp_curent[Nod_start])///daca nu e radacina si fiul are gradul de intoarcere >= decat nivelul nodului
Noduri_critice.push_back(Nod_start);
}
else
if (nod_curent != Vector_tati[Nod_start])///actualizam distantele minime
Timp_min[Nod_start] = min(Timp_min[Nod_start], Timp_curent[nod_curent]);
}
}
void Graf_neorientat::Parcurgere_comp_biconexe(int Nod_start, vector<int>& Vector_vizitati, vector<int>& Timp_curent, vector<int>& Timp_min, vector<int>& Vector_tati,
stack<pair<int, int>>& Stiva, vector<vector<int>>& Componente_biconexe, int& Nr_componente_biconexe) {
pair<int, int>Muchii;
static int timp_curent = 0;
Vector_vizitati[Nod_start] = 0;
int copii = 0;
Timp_curent[Nod_start] = Timp_min[Nod_start] = ++timp_curent;
for (int i = 0; i < Lista_de_adiacenta[Nod_start].size(); i++) {///parcurgem vecinii nodului
int nod_curent = Lista_de_adiacenta[Nod_start][i];
if (Vector_vizitati[nod_curent] == -1) {
copii++;
Vector_tati[nod_curent] = Nod_start;
Muchii.first = Nod_start;
Muchii.second = nod_curent;
Stiva.push(Muchii);
Parcurgere_comp_biconexe(nod_curent, Vector_vizitati, Timp_curent, Timp_min, Vector_tati, Stiva, Componente_biconexe, Nr_componente_biconexe);
int nr_muchii_scoase = 0;
Timp_min[Nod_start] = min(Timp_min[Nod_start], Timp_min[nod_curent]);
if ((Vector_tati[Nod_start] == 0 && copii > 1) || (Vector_tati[Nod_start] != 0 && Timp_min[nod_curent] >= Timp_curent[Nod_start])) { ///daca e nod critic scot din stiva
while ((Stiva.top().first != Nod_start) && (Stiva.top().second != nod_curent)) {
Componente_biconexe[Nr_componente_biconexe].push_back(Stiva.top().first);
Stiva.pop();
nr_muchii_scoase++;
}
if (nr_muchii_scoase == 0)
{
Componente_biconexe[Nr_componente_biconexe].push_back(Stiva.top().second);
Componente_biconexe[Nr_componente_biconexe].push_back(Stiva.top().first);
}
else
{
Componente_biconexe[Nr_componente_biconexe].push_back(Stiva.top().first);
}
Stiva.pop();
Nr_componente_biconexe++;
}
}
else
if (nod_curent != Vector_tati[Nod_start]) { ///actualizam distantele minime
Timp_min[Nod_start] = min(Timp_min[Nod_start], Timp_curent[nod_curent]);
if (Timp_curent[nod_curent] < Timp_curent[Nod_start]) {
Muchii.first = Nod_start;
Muchii.second = nod_curent;
Stiva.push(Muchii);
}
}
}
}
vector<int> Graf_neorientat::ANC() {
vector<int>Noduri_critice;
vector<int>Vector_vizitati(Nr_noduri + 1, -1);
vector<int>Timp_curent(Nr_noduri + 1);
vector<int>Timp_min(Nr_noduri + 1);
vector<int>Vector_tati(Nr_noduri + 1, 0);
for (int i = 1; i < Lista_de_adiacenta.size(); i++)
if (Vector_vizitati[i] == -1)
Afla_noduri_critice(i, Vector_vizitati, Timp_curent, Timp_min, Vector_tati, Noduri_critice);
return Noduri_critice;
}
vector<vector<int>> Graf_neorientat::Componente_biconexe(int& Nr_comp_bi) {
int Nr_comp_biconexe = 1;
vector<vector<int>>Componente_biconexe(Nr_noduri + 1);
stack <pair<int, int>>Stiva;
vector<int>Vector_vizitati(Nr_noduri + 1, -1);
vector<int>Timp_curent(Nr_noduri + 1, -1);
vector<int>Timp_min(Nr_noduri + 1, -1);
vector<int>Vector_tati(Nr_noduri + 1, 0);
for (int i = 1; i < Lista_de_adiacenta.size(); i++)
if (Vector_vizitati[i] == -1)
Parcurgere_comp_biconexe(i, Vector_vizitati, Timp_curent, Timp_min, Vector_tati, Stiva, Componente_biconexe, Nr_comp_biconexe);
Componente_biconexe[Nr_comp_biconexe].push_back(Stiva.top().first);
Stiva.pop();
while (!Stiva.empty()) {
Componente_biconexe[Nr_comp_biconexe].push_back(Stiva.top().first);
Stiva.pop();
}
Nr_comp_bi = Nr_comp_biconexe;
return Componente_biconexe;
}
void BFS_infoarena() {///BFS - PROBLEMA INFOARENA
ifstream f_in("bfs.in");
ofstream f_out("bfs.out");
int Nr_noduri, Nr_muchii, Start_nod, Nod_st, Nod_dr;
f_in >> Nr_noduri;
f_in >> Nr_muchii;
f_in >> Start_nod;
vector<vector<int>>Lista_de_adiacenta(Nr_noduri + 1);
for (int i = 0; i < Nr_muchii; i++)
{
f_in >> Nod_st >> Nod_dr;
Lista_de_adiacenta[Nod_st].push_back(Nod_dr);
}
Graf_orientat graf(Nr_noduri, Nr_muchii, Lista_de_adiacenta);
vector<int> Distante = graf.BFS(Start_nod);
for (int i = 1; i < Distante.size(); i++)
f_out << Distante[i] << " ";
f_in.close();
f_out.close();
Lista_de_adiacenta.clear();
}
void DFS_infoarena() {
ifstream f_in("dfs.in");
ofstream f_out("dfs.out");
Graf_neorientat graf;
f_in >> graf;
f_out << Numar_componente_conexe(graf);
f_in.close();
f_out.close();
}
void Componente_biconexe_infoarena()
{
ifstream f_in("biconex.in");
ofstream f_out("biconex.out");
Graf_neorientat graf;
int Numar_comp_biconexe = 0;
f_in >> graf;
vector<vector<int>>Componente_biconexe = graf.Componente_biconexe(Numar_comp_biconexe);
f_out << Numar_comp_biconexe << '\n';
for (int i = 1; i <= Numar_comp_biconexe; i++)
{
for (int j = Componente_biconexe[i].size() - 1; j >= 0; j--)
f_out << Componente_biconexe[i][j] << " ";
f_out << '\n';
}
f_in.close();
f_out.close();
}
int main()
{
///BFS_infoarena();
///DFS_infoarena();
Componente_biconexe_infoarena();
return 0;
}