小Hi和小Ho所在学校的校园网被黑客入侵并投放了病毒。这事在校内BBS上立刻引起了大家的讨论,当然小Hi和小Ho也参与到了其中。从大家各自了解的情况中,小Hi和小Ho整理得到了以下的信息:
举个例子,假设切断部分网络连接后学校网络如下图所示,由4个节点和4条链接构成。最开始只有节点1上有病毒。

最开始节点1向节点2和节点3传送了病毒,自身留有1个病毒:

其中一个病毒到达节点2后,向节点3传送了一个病毒。另一个到达节点3的病毒向节点4发送自己的拷贝:

当从节点2传送到节点3的病毒到达之后,该病毒又发送了一份自己的拷贝向节点4。此时节点3上留有2个病毒:

最后每个节点上的病毒为:

小Hi和小Ho根据目前的情况发现一段时间之后,所有的节点病毒数量一定不会再发生变化。那么对于整个网络来说,最后会有多少个病毒呢?
第1行:3个整数N,M,K,1≤K≤N≤100,000,1≤M≤500,000
第2行:K个整数A[i],A[i]表示黑客在节点A[i]上放了1个病毒。1≤A[i]≤N
第3..M+2行:每行2个整数 u,v,表示存在一条从节点u到节点v的网络链接。数据保证为无环图。1≤u,v≤N
第1行:1个整数,表示最后整个网络的病毒数量 MOD 142857
4 4 1 1 1 2 1 3 2 3 3 4
6
算法分析:这是一道拓扑排序的应用题目,因为数据量很大。所以dfs暴搜必然超时,仔细思考可知可以用拓扑排序来做。
思路是:设置一个cnt[]数组,cnt[i]表示:i节点有cnt[i]个病毒。假设当前访问的节点的是cur,cur节点有cnt[cur]
个病毒,我们将该点从图中移除前,将该点的病毒全部复制一次到它指向的节点。如图:
这里注意下:每次在计算某个节点有多少个病毒时,计算的过程中就采取取余的操作,因为点的数量很大,不断的累加会类型溢出。
还有一个地方需要注意,我用我之前的常规的拓扑排序的方式去写拓扑排序,每次都要进行in[](入度数组)的遍历循环,找到某
一个入度为0的节点再进行移除操作,每次都要遍历确实很费时间。这样写我提交代码后TLE,得了70分。大致看来算法的过程是对
的了,只是时间上需要优化。于是我想到,既然每次找入度为0的节点都要去遍历数组,那么不去遍历就会节省时间。于是我想到了
可以用一个队列来保存目前图中所有入度为0的节点,每次取出一个来进行操作就行了,果断AC了。
代码:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
#include <math.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include <stack>
#include <vector>
#include <set>
#include <queue>
#include <algorithm>
#define N 100000+10 //最大节点数
#define M 500000+10 //最大的边数
#define MOD 142857
using namespace std;
int n, m, k;
int cnt[N]; //记录每个节点的病毒数量
int edgecnt; //
int head[N]={0}; //头节点数组和节点数一样大
int p[M]; //指向数组和边数一样大
int Next[M]={0}; //模拟指针,初始化为0
int in[N];
void addedge(int u, int v)
{
    ++edgecnt;
    p[edgecnt]=v; //当前这条边的指向是v
    Next[edgecnt]=head[u];
    head[u]=edgecnt;
}
int topsort_cal()
{
    queue<int>q;while(!q.empty()) q.pop();
    int i, j;
    int ans=0;
    for(i=1; i<=n; i++)//秩序要遍历一次in[] 初始化一下队列
        if(in[i]==0) q.push(i);
    int cur;
    while(!q.empty()) //队列不为空就还有入度为0的节点
    {
        cur=q.front(); q.pop(); //别忘了出队列
        ans = (ans%MOD + cnt[cur]%MOD)%MOD;
        in[cur]--;
        for(j=head[cur]; j; j=Next[j])
        {
             in[p[j]]--;
             if(in[p[j]]==0)//删除了指向该点的一条边 判断该点现在是不是入度为0?
                q.push(p[j]); //如果是则进队列
             cnt[p[j]]=( cnt[p[j]]%MOD + cnt[cur]%MOD )%MOD;//如果此处不进行取余的操作
                                                            //到后面就会溢出
        }
    }
    return ans;
}
int main()
{
    int i, j;
    scanf("%d %d %d", &n, &m, &k);
    memset(cnt, 0, sizeof(cnt));
    int dd;
    for(i=0; i<k; i++){
        scanf("%d", &dd);
        cnt[dd]++; //放置病毒
    }
    int u, v;
    edgecnt=0;
    memset(in, 0, sizeof(in)); //入度数组清空
    for(i=0; i<m; i++)
    {
        scanf("%d %d", &u, &v);
        addedge(u, v); //建立单向边
        in[v]++;
    }
    int ans=topsort_cal();
    printf("%d\n", ans );
    return 0;
}
hiho一下 第四十八周 拓扑排序·二【拓扑排序的应用 + 静态数组 + 拓扑排序算法的时间优化】
原文:http://www.cnblogs.com/yspworld/p/4544828.html