// Popescu Paullo Robertto Karloss Grupa 2311
// Linkurile pentru fiecare problema se gasesc in main
#include <fstream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <stack>
#include <set>
#include <algorithm>
#define maxi 100001
using namespace std;
ifstream fin("apm.in");
ofstream fout("apm.out");
int cost_total, poz, tata[200001], rang[200001];
stack<pair<int, int>> stivaComponenteBiconexe;
vector<set<int>> componenteBiconexe;
struct muchie {
int sursa, destinatie, cost;
} u[400001];
bool comp(muchie a, muchie b) {
return a.cost < b.cost;
}
class Graf {
int nrNoduri, nrMuchii;
int x, y; // extremitate muchie stanga respectiv dreapta
int vizitat[maxi] = {0};
int niv_min[maxi] = {0}; // pt muchie critica
int nivel[maxi] = {0}; // pt muchie critica
vector<int> *adiacenta; // lista de vecini
vector<int> *adiacenta2; // lista de vecini transpusa (i.e. in loc de x si y folosim y si x ca la grafuri neorientate)
queue<int> coada2;
public:
Graf();
void citireBFS(int &nodPlecare);
void BFS();
void afisareCoadaBFS();
void citireDFS();
void DFS(int nodPlecare);
void nrComponenteConexe();
void citireBiconex();
void biconex(int nodPlecare, int precedent, int k);
static void afisareComponenteBiconexe();
void citireComponenteTareConexe();
void DF1(int nodPlecare, vector<int> &succesor, vector<int> &v, int &index);
void DF2(int nodPlecare, vector<int> &predecesor, int &nrComponenteTareConexe);
void afisareComponenteTareConexe();
void havelHakimi();
void havelHakimiCountingSort();
void citireSortareTopologica();
void DFS2(int nodPlecare, stack<int> &stiva);
void sortareTopologica();
void muchieCriticaDF(int nodPlecare);
void GrafInfoarena();
void GrafBFS(int nodPlecare, vector<int> &distanta);
void citireAPM();
void apm();
~Graf();
};
// citire graf orientat
void Graf::citireBFS(int &nodPlecare) {
fin >> nrNoduri >> nrMuchii >> nodPlecare;
for (int i = 1; i <= nrMuchii; i++) {
fin >> x >> y;
adiacenta[x].push_back(y);
}
for (int i = 1; i <= maxi; i++)
vizitat[i] = -1;
coada2.push(nodPlecare);
vizitat[coada2.back()] = 1;
}
void Graf::BFS() {
if (!coada2.empty()) // daca mai sunt elemente in coada / nu am verificat pt toate nodurile
{
int nodPlecare = coada2.front(); // retin nodul de unde plec
for (auto i: adiacenta[nodPlecare])
if (vizitat[i] == -1) {
// caut toate nodurile nevizitate care sunt adiacente cu nodul de plecare
vizitat[i] = vizitat[nodPlecare] + 1; // il marcam vizitat
coada2.push(i); // il adaug in coada PUSH
}
/*
// Echivalent cu:
for (int j = 0; j < adiacenta[nodPlecare].size(); j++)
if (vizitat[adiacenta[nodPlecare][j]] == -1) {
vizitat[adiacenta[nodPlecare][j]] = vizitat[nodPlecare] + 1;
coada.push(adiacenta[nodPlecare][j]);
}
*/
coada2.pop();
BFS();
}
}
void Graf::afisareCoadaBFS() {
for (int i = 1; i <= nrNoduri; i++) {
if (vizitat[i] == -1)
fout << -1 << " ";
else
fout << vizitat[i] - 1 << " ";
}
}
// citire graf neorientat
void Graf::citireDFS() {
fin >> nrNoduri >> nrMuchii;
for (int i = 1; i <= nrMuchii; i++) {
fin >> x >> y;
adiacenta[x].push_back(y);
adiacenta[y].push_back(x);
}
nivel[1] = 1;
}
void Graf::DFS(int nodPlecare) {
vizitat[nodPlecare] = 1;
for (auto i: adiacenta[nodPlecare])
if (!vizitat[i])
DFS(i);
/*
// Echivalent cu:
for (int i = 0; i < adiacenta[nodPlecare].size(); i++)
if (!vizitat[adiacenta[nodPlecare][i]])
DFS(adiacenta[nodPlecare][i]);
*/
}
void Graf::nrComponenteConexe() {
int nr = 0;
for (int i = 1; i <= nrNoduri; i++)
if (vizitat[i] == 0) {
nr++;
DFS(i);
}
fout << nr;
}
void Graf::biconex(int nodPlecare, int precedent, int k) {
vizitat[nodPlecare] = k;
niv_min[nodPlecare] = k;
for (auto i: adiacenta[nodPlecare]) {
int vecin = i;
if (vecin != precedent) { // pentru optimizare (iese din timp altfel, uneori),
// daca vecinul curent nu s-a executat la pasul anterior
if (!vizitat[vecin]) { // daca vecinul nu a fost vizitat
stivaComponenteBiconexe.push(make_pair(nodPlecare, vecin));
biconex(vecin, nodPlecare, k + 1); // reapelez DF din nodul in care am ajuns
if (niv_min[nodPlecare] > niv_min[vecin]) // daca face parte din ciclu
niv_min[nodPlecare] = niv_min[vecin]; // actualizez nivelul minim
if (niv_min[vecin] >= vizitat[nodPlecare]) {
// daca un vecin are nivelul minim mai mare sau egal decat nivelul tatalui sau
// (vizitat este pe pos de nivel din muchia critica, i.e. nivelul din arborele DF),
// inseamna ca nu face parte dintr-un ciclu, deci am gasit o componenta biconexa
set<int> aux;
int aux1, aux2;
do {
aux1 = stivaComponenteBiconexe.top().first;
aux2 = stivaComponenteBiconexe.top().second;
aux.insert(aux1);
aux.insert(aux2);
stivaComponenteBiconexe.pop();
} while (aux1 != nodPlecare || aux2 != vecin);
componenteBiconexe.push_back(aux);
}
} else if (niv_min[nodPlecare] > vizitat[vecin]) { // daca nodul curent a fost deja vizitat
// si daca exista o muchie de intoarcere de la nodPlecare la nodul curent, exista legatura cu un stramos
// (muchie de intoarcere de la nodPlecare la nodul curent)
niv_min[nodPlecare] = vizitat[vecin]; // nivelul nodului de Plecare
// va fi nivelul stramosului sau (nodul deja vizitat)
}
}
}
}
void Graf::afisareComponenteBiconexe() {
set<int>::iterator it;
fout << componenteBiconexe.size() << "\n";
for (auto &i: componenteBiconexe) {
for (it = i.begin(); it != i.end(); it++) {
fout << *it << " ";
}
fout << "\n";
}
}
void Graf::citireComponenteTareConexe() {
fin >> nrNoduri >> nrMuchii;
for (int i = 1; i <= nrMuchii; i++) {
fin >> x >> y;
adiacenta[x].push_back(y); // retin lista succesorilor lui x
adiacenta2[y].push_back(x); // retin lista predecesorilor lui x
}
}
void Graf::DF1(int nodPlecare, vector<int> &succesor, vector<int> &v, int &index) {
succesor[nodPlecare] = 1; // marchez nodul succesor nodului curent ca fiind vizitat
for (auto i: adiacenta[nodPlecare]) // parcurg toti vecinii nodului
if (!succesor[i]) // daca succesorul nu a fost vizitat
DF1(i, succesor, v, index); // continui parcurgerea
/*
// Echivalent cu:
for (int i = 0; i < adiacenta[nodPlecare].size(); i++)
if (!succesor[adiacenta[nodPlecare][i]])
DF1(adiacenta[nodPlecare][i]);
*/
v[++index] = nodPlecare; // retin succesorii intr-un array
}
void Graf::DF2(int nodPlecare, vector<int> &predecesor, int &nrComponenteTareConexe) {
predecesor[nodPlecare] = nrComponenteTareConexe; // marchez nodul predecesor nodului curent ca fiind vizitat
for (auto i: adiacenta2[nodPlecare])
if (!predecesor[i])
DF2(i, predecesor, nrComponenteTareConexe);
/*
// Echivalent cu:
for (int i = 0; i < adiacenta2[nodPlecare].size(); i++)
if (!predecesor[adiacenta2[nodPlecare][i]])
DF2(adiacenta2[nodPlecare][i]);
*/
}
// Am folosit algoritmul lui Kosaraju pentru a afla numarul de Componente Tare Conexe intr-un graf orientat
void Graf::afisareComponenteTareConexe() {
vector<int> succesor(nrNoduri + 1, 0);
vector<int> predecesor(nrNoduri + 1, 0);
vector<int> v(nrNoduri + 1, 0);
pair<int, int> p[nrNoduri + 1]; // pereche (predecesor, nod)
int nrComponenteTareConexe = 1, index = 0;
for (int i = 1; i <= nrNoduri; i++)
if (succesor[i] == 0) // daca nodul i nu a fost vizitat
DF1(i, succesor, v, index); // parcurg in adancime marcand succesorii
for (int i = nrNoduri; i >= 1; i--)
if (predecesor[v[i]] == 0) // daca predecesorul lui i nu a fost vizitat
{
DF2(v[i], predecesor, nrComponenteTareConexe); // parcurg in adancime marcand predecesorii
nrComponenteTareConexe++;
}
fout << nrComponenteTareConexe - 1 << '\n';
for (int i = 1; i <= nrNoduri; i++) {
p[i].first = predecesor[i]; // predecesorul nodului curent
p[i].second = i; // valoarea nodului curent
}
sort(p + 1, p + nrNoduri + 1); // sortez crescator dupa predecesor
for (int i = 1; i <= nrNoduri; i++) {
if (p[i].first != p[i + 1].first) {
fout << p[i].second << '\n';
} else {
fout << p[i].second << " ";
}
}
}
void Graf::havelHakimi() {
int gradCurent, sumaGrade = 0;
vector<int> gradeNoduri;
bool ok = true; // presupun ca suma gradelor este para si ca gradul oricarui nod nu este >= decat nrNoduri sau negativ
fin >> nrNoduri;
for (int i = 1; i <= nrNoduri && ok; i++) {
fin >> gradCurent;
sumaGrade += gradCurent;
if (gradCurent > nrNoduri - 1 || gradCurent < 0) {
fout << "NU";
ok = false;
} else
gradeNoduri.push_back(gradCurent);
}
if (ok && sumaGrade % 2)
fout << "NU";
else if (ok && sumaGrade % 2 == 0)
while (ok) {
sort(gradeNoduri.begin(), gradeNoduri.end(), greater<>());
if (gradeNoduri[0] == 0) {
fout << "DA";
ok = false;
}
gradeNoduri.erase(gradeNoduri.begin());
for (int i = 0; i < gradeNoduri[0]; i++) {
gradeNoduri[i]--;
if (gradeNoduri[i] < 0) {
fout << "NU";
ok = false;
}
}
}
}
void countingSort(vector<int> &gradeNoduri) {
vector<int> nrAparitii(gradeNoduri.size() * gradeNoduri.size(), 0);
int maxim = 0;
for (int i: gradeNoduri) {
nrAparitii[i]++;
if (i > maxim)
maxim = i;
}
int capat = 0;
for (int i = maxim; i >= 0; i--)
while (nrAparitii[i]) {
nrAparitii[i]--;
gradeNoduri[capat++] = i;
}
}
void Graf::havelHakimiCountingSort() {
int gradCurent, sumaGrade = 0;
vector<int> gradeNoduri;
bool ok = true; // presupun ca suma gradelor este para si ca gradul oricarui nod nu este >= decat nrNoduri sau negativ
fin >> nrNoduri;
for (int i = 1; i <= nrNoduri && ok; i++) {
fin >> gradCurent;
sumaGrade += gradCurent;
if (gradCurent > nrNoduri - 1 || gradCurent < 0) {
fout << "NU";
ok = false;
} else
gradeNoduri.push_back(gradCurent);
}
if (ok && sumaGrade % 2)
fout << "NU";
else if (ok && sumaGrade % 2 == 0)
while (ok) {
countingSort(gradeNoduri);
if (gradeNoduri[0] == 0) {
fout << "DA";
ok = false;
}
gradeNoduri.erase(gradeNoduri.begin());
for (int i = 0; i < gradeNoduri[0]; i++) {
gradeNoduri[i]--;
if (gradeNoduri[i] < 0) {
fout << "NU";
ok = false;
}
}
}
}
void Graf::citireSortareTopologica() {
fin >> nrNoduri >> nrMuchii;
for (int i = 1; i <= nrMuchii; i++) {
fin >> x >> y;
adiacenta[x].push_back(y);
}
}
void Graf::DFS2(int nodPlecare, stack<int> &stiva) {
vizitat[nodPlecare] = 1;
for (auto i: adiacenta[nodPlecare])
if (!vizitat[i])
DFS2(i, stiva);
stiva.push(nodPlecare);
}
void Graf::sortareTopologica() {
stack<int> stiva;
for (int i = 1; i <= nrNoduri; ++i)
if (!vizitat[i])
DFS2(i, stiva);
while (!stiva.empty()) {
fout << stiva.top() << " ";
stiva.pop();
}
}
void Graf::muchieCriticaDF(int nodPlecare) {
vizitat[nodPlecare] = 1;
niv_min[nodPlecare] = nivel[nodPlecare]; // initializez nivelul minim cu nivelul nodului, nivel[1] = 1 la inceput
for (auto i: adiacenta[nodPlecare])
if (!vizitat[i]) {
nivel[i] = nivel[nodPlecare] + 1; // actualizez nivelul nodului in care am ajuns
muchieCriticaDF(i); // reapelez DF din nodul in care am ajuns
niv_min[nodPlecare] = min(niv_min[nodPlecare], niv_min[i]); // cand se intoarce recursiv
// modifica nivelul minim al nodului de plecare
// de exemplu face DF din nodul 5..
// de la nodul 5 exista o muchie de intoarcere la un nod care deja a fost vizitat (un stramos al sau),
// deci o muchie de intoarcere (niv_min[5] = 3), atunci nivelul minim al nodului de plecare va fi minimul
// dintre el si cel al nodului 5
// daca nivelul minim al lui 5 nu este mai mic decat nivelul minim al nodului de plecare,
// nivelul minim al nodului de plecare ramane acelasi
if (niv_min[i] > nivel[nodPlecare]) // daca un nod are nivelul minim mai mare decat nivelul tatalui sau,
// inseamna ca nu face parte dintr-un ciclu, deci am gasit o muchie critica
fout << nodPlecare << " " << i << "\n";
} else if (nivel[i] < nivel[nodPlecare] - 1) // daca exista muchie de intoarcere
// la un nod care fost deja vizitat (stramos)
niv_min[nodPlecare] = min(niv_min[nodPlecare], nivel[i]); // se reactualizeaza nivelul minim al acelui nod,
// ca fiind minimul dintre nivelul lui si nivelul stramosului/desecendentului lui
}
void Graf::GrafInfoarena() {
int nodStart, nodEnd;
fin >> nrNoduri >> nrMuchii >> nodStart >> nodEnd;
for (int i = 1; i <= nrMuchii; i++) {
fin >> x >> y;
adiacenta[x].push_back(y);
adiacenta[y].push_back(x);
}
vector<int> distantaStart(nrNoduri + 1, 0);
vector<int> distantaEnd(nrNoduri + 1, 0);
vector<int> frecventa(nrNoduri + 1, 0);
vector<int> etichete;
GrafBFS(nodStart, distantaStart);
GrafBFS(nodEnd, distantaEnd);
int lungimeLant = distantaStart[nodEnd];
for (int i = 1; i <= nrNoduri; i++)
if (distantaStart[i] + distantaEnd[i] - 1 == lungimeLant)
frecventa[distantaStart[i]]++;
for (int i = 1; i <= nrNoduri; i++)
if (distantaStart[i] + distantaEnd[i] - 1 == lungimeLant && frecventa[distantaStart[i]] == 1)
etichete.push_back(i);
fout << etichete.size() << "\n";
for (auto i: etichete)
fout << i << " ";
}
void Graf::GrafBFS(int nodPlecare, vector<int> &distanta) {
queue<int> coada;
coada.push(nodPlecare);
distanta[coada.back()] = 1;
while (!coada.empty()) { // daca mai sunt elemente in coada / nu am verificat pt toate nodurile
nodPlecare = coada.front(); // retin nodul de unde plec
coada.pop();
for (auto i: adiacenta[nodPlecare])
if (!distanta[i]) {
// caut toate nodurile nevizitate care sunt adiacente cu nodul de plecare
distanta[i] = distanta[nodPlecare] + 1; // il marcam vizitat
coada.push(i); // il adaug in coada PUSH
}
}
}
int cautare_tata(int nod) {///cautam nodul sursa ,nu tatal direct
while (tata[nod] != nod)
nod = tata[nod];
return nod;
}
void unire_arbori(int x, int y) { ///intodeauna unim arborele mai mic cu cel mare
if (rang[x] < rang[y])
tata[x] = y;
else if (rang[y] < rang[x])
tata[y] = x;
else if (rang[x] == rang[y]) {
tata[x] = y;
rang[y]++;
}
}
struct arb {///muchiile ce formeaza aborele
int st, dr;
} arbore[400001];
void Graf::apm() {
for (int i = 1; i <= nrMuchii; i++) {
int tata_x = cautare_tata(u[i].sursa);
int tata_y = cautare_tata(u[i].destinatie);
if (tata_x != tata_y) ///daca nu au acs tata ii putem face pereche(nu se formeaza un ciclu)
{
unire_arbori(tata_x, tata_y);
poz++;
arbore[poz].st = u[i].sursa;
arbore[poz].dr = u[i].destinatie;
cost_total += u[i].cost;
}
}
}
void Graf::citireAPM() {
fin >> nrNoduri >> nrMuchii;
for (int i = 1; i <= nrMuchii; i++)
fin >> u[i].sursa >> u[i].destinatie >> u[i].cost;
sort(u + 1, u + nrMuchii + 1, comp);
for (int i = 1; i <= nrMuchii; i++) {
tata[i] = i;
rang[i] = 1;
}
apm();
fout << cost_total << "\n" << nrNoduri - 1 << "\n";
for (int i = 1; i <= poz; i++)
fout << arbore[i].st << " " << arbore[i].dr << "\n";
}
int main() {
/*
// Problema BFS (100p)
// Link: https://infoarena.ro/problema/bfs
// Sursa: https://infoarena.ro/job_detail/2797664?action=view-source
int nodPlecare;
Graf g1;
g1.citireBFS(nodPlecare);
g1.BFS();
g1.afisareCoadaBFS();
*/
/*
// Problema DFS (100p)
// Link: https://infoarena.ro/problema/dfs
// Sursa: https://infoarena.ro/job_detail/2797669?action=view-source
Graf g1;
g1.citireDFS();
g1.nrComponenteConexe();
*/
/*
// Problema Componente Biconexe (100p)
// Link: https://infoarena.ro/problema/biconex
// Sursa: https://infoarena.ro/job_detail/2797675?action=view-source
Graf g1;
g1.citireDFS();
g1.biconex(1, 0, 1);
g1.afisareComponenteBiconexe();
*/
/*
// Problema CTC (Componente Tare Conexe) (100p)
// Link: https://infoarena.ro/problema/ctc
// Sursa: https://infoarena.ro/job_detail/2797676?action=view-source
Graf g1;
g1.citireComponenteTareConexe();
g1.afisareComponenteTareConexe();
*/
/*
// Problema Havel Hakimi
Graf g1;
g1.havelHakimi();
*/
/*
// Problema Havel Hakimi cu Counting Sort pentru sortarea gradelor nodurilor
Graf g1;
g1.havelHakimiCountingSort();
*/
/*
// Problema Sortare topologica (100p)
// Link: https://infoarena.ro/problema/sortaret
// Sursa: https://infoarena.ro/job_detail/2797552?action=view-source
Graf g1;
g1.citireSortareTopologica();
g1.sortareTopologica();
*/
/*
// Problema muchie critica (success)
// Link: https://leetcode.com/problems/critical-connections-in-a-network/
// Sursa: https://leetcode.com/submissions/detail/583031282/
Graf g1;
g1.citireDFS();
g1.muchieCriticaDF(1);
*/
/*
// Problema Graf
// Link: https://www.infoarena.ro/problema/graf
// Sursa: https://www.infoarena.ro/job_detail/2800679?action=view-source
Graf g1;
g1.GrafInfoarena();
*/
Graf g1;
g1.citireAPM();
fin.close();
fout.close();
return 0;
}
Graf::Graf() {
nrNoduri = nrMuchii = x = y = 0;
adiacenta = new vector<int>[maxi];
adiacenta2 = new vector<int>[maxi];
}
Graf::~Graf() {
delete[] adiacenta;
delete[] adiacenta2;
}