Python程式:檢查是否存在邊長受限路徑


假設我們有一個包含n個節點的無向加權圖,使用一個edgeList表示,其中edgeList[i]包含三個引數(u, v, w),表示從u到v有一條距離為w的路徑。我們還有一個查詢陣列,其中query[i]包含(p, q, lim)。此查詢試圖詢問是否存在一條路徑(直接或透過其他節點)從p到q,其距離小於lim。我們必須返回一個數組,其中包含每個查詢的True/False結果。

因此,如果輸入如下所示:

則輸出將為[True, False, True]。因為要從1到4,我們可以沿著路徑1 -> 3 -> 4走,成本為11;第二個是false,因為我們無法使用小於3的成本從2到3;最後一個是true,因為我們可以使用路徑1 -> 3 -> 2,成本為14,小於15。

為了解決這個問題,我們將遵循以下步驟:

  • parent := 從0到n的一個列表

  • rank := 大小為n+1的列表,並填充0

  • 定義一個函式find()。它將接收parent和x。

  • 如果parent[x]與x相同,則

    • 返回x

  • parent[x] := find(parent, parent[x])

  • 返回parent[x]

  • 定義一個函式union()。它將接收parent, a, b。

  • a := find(parent, a)

  • b := find(parent, b)

  • 如果a與b相同,則

    • 返回

  • 如果rank[a] < rank[b],則

    • parent[a] := b

  • 否則,如果rank[a] > rank[b],則

    • parent[b] := a

  • 否則,

    • parent[b] := a

    • rank[a] := rank[a] + 1

  • 在主方法中執行以下操作:

  • 根據權重引數對edgeList進行排序

  • res := 一個包含查詢數量的陣列,並填充0

  • queries := 每個索引i和來自queries的值ch的配對列表

  • 根據限制引數對queries進行排序

  • ind := 0

  • 對於queries中每個索引i三元組(a, b, w),執行以下操作:

    • 當ind < edgeList的大小且edgeList[ind, 2] < w時,執行以下操作:

      • union(parent, edgeList[ind, 0])

      • ind := ind + 1

    • res[i] := find(parent, a)與find(parent, b)相同

  • 返回res

示例

讓我們看下面的實現,以便更好地理解

def solve(n, edgeList, queries):
   parent = [i for i in range(n+1)]

   rank = [0 for i in range(n+1)]

   def find(parent, x):

      if parent[x] == x:
         return x
      parent[x] = find(parent, parent[x])
      return parent[x]

   def union(parent, a, b):

      a = find(parent, a)
      b = find(parent, b)

      if a == b:
         return

      if rank[a] < rank[b]:
         parent[a] = b
      elif rank[a] > rank[b]:
         parent[b] = a
      else:
         parent[b] = a
         rank[a] += 1

   edgeList.sort(key = lambda x: x[2])
   res = [0] * len(queries)
   queries = [[i, ch] for i, ch in enumerate(queries)]
   queries.sort(key = lambda x: x[1][2])

   ind = 0
   for i, (a, b, w) in queries:

      while ind < len(edgeList) and edgeList[ind][2] < w:
         union(parent, edgeList[ind][0], edgeList[ind][1])
         ind += 1

      res[i] = find(parent, a) == find(parent, b)
   return res

n = 4
edgeList = [(1,2,16),(1,3,8),(2,4,3),(2,3,6),(4,3,3),]
queries = [(1,4,12),(2,3,3),(1,2,15)]
print(solve(n, edgeList, queries))

輸入

4, [(1,2,16),(1,3,8),(2,4,3),(2,3,6),(4,3,3)],[(1,4,12),(2,3,3),(1,2,15)]

輸出

[True, False, True]

更新於:2021年10月7日

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