Python程序:检查是否存在边长受限路径


假设我们有一个包含n个节点的无向加权图,使用一个edgeList表示,其中edgeList[i]包含三个参数(u, v, w),表示从u到v有一条距离为w的路径。我们还有一个查询数组,其中query[i]包含(p, q, lim)。此查询试图询问是否存在一条路径(直接或通过其他节点)从p到q,其距离小于lim。我们必须返回一个数组,其中包含每个查询的True/False结果。

因此,如果输入如下所示:

则输出将为[True, False, True]。因为要从1到4,我们可以沿着路径1 -> 3 -> 4走,成本为11;第二个是false,因为我们无法使用小于3的成本从2到3;最后一个是true,因为我们可以使用路径1 -> 3 -> 2,成本为14,小于15。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • parent := 从0到n的一个列表

  • rank := 大小为n+1的列表,并填充0

  • 定义一个函数find()。它将接收parent和x。

  • 如果parent[x]与x相同,则

    • 返回x

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

  • 返回parent[x]

  • 定义一个函数union()。它将接收parent, a, b。

  • a := find(parent, a)

  • b := find(parent, b)

  • 如果a与b相同,则

    • 返回

  • 如果rank[a] < rank[b],则

    • parent[a] := b

  • 否则,如果rank[a] > rank[b],则

    • parent[b] := a

  • 否则,

    • parent[b] := a

    • rank[a] := rank[a] + 1

  • 在主方法中执行以下操作:

  • 根据权重参数对edgeList进行排序

  • res := 一个包含查询数量的数组,并填充0

  • queries := 每个索引i和来自queries的值ch的配对列表

  • 根据限制参数对queries进行排序

  • ind := 0

  • 对于queries中每个索引i三元组(a, b, w),执行以下操作:

    • 当ind < edgeList的大小且edgeList[ind, 2] < w时,执行以下操作:

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

      • ind := ind + 1

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

  • 返回res

示例

让我们看下面的实现,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))

输入

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)]

输出

[True, False, True]

更新于:2021年10月7日

浏览量:128

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