## 模型 给定一张包含 $n$ 个点和 $m$ 条边的 **无向图**,再给定 $q$ 个询问:$a_i,L_i$,判断是否存在一条从$1$号点走到$a_i$号点的恰好经过$L$条边的路径。
设求第$3$点为第$3$阶段时,点$1$是否需要提供原材料。 $【3,3】 => 【2,2】,【4,2】$ $【2,2】 => 【1,1】,【3,1】$ $【4,2】 => 【3,1】,【5,1】$ $【1,1】 => 【2,0】,【5,0】$ $【3,1】 => 【2,0】,【4,0】$ $【5,1】 => 【1,0】,【4,0】$ # 此处$1$需要提供原材料 比较容易想到对于每个询问进行暴搜,若点$1$为$0$,则$Yes$ 时间复杂度很高,必然超时。 ```cpp {.line-numbers} #include using namespace std; typedef pair PII; #define x first #define y second const int N = 1e5 + 10, M = N << 1; // 20个测试点,过了7个,得了35分,其它TLE // 邻接表 int e[M], h[N], idx, ne[M]; void add(int a, int b) { e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx++; } bool bfs(int start, int dist) { queue q; q.push({start, dist}); while (q.size()) { auto u = q.front(); q.pop(); if (u.x == 1 && u.y == 0) return true; // 在用完所有步数后,到达1号点,成功! for (int i = h[u.x]; ~i; i = ne[i]) { int v = e[i]; if (u.y) q.push({v, u.y - 1}); } } return false; } int main() { memset(h, -1, sizeof h); int n, m, Q; cin >> n >> m >> Q; while (m--) { int a, b; cin >> a >> b; add(a, b), add(b, a); // 无向图,双向建边 } while (Q--) { int u, dist; cin >> u >> dist; cout << (bfs(u, dist) ? "Yes" : "No") << endl; } return 0; } ``` ## 算法 (最短路,$BFS$) $O(n+m+q)$ 本题关键点: > 如果存在一条长度是 $L$ 的路径,其中 $L>0$,那么我们可以在其中任意一条边上来回走,就可以构造出来长度是 $L+2,L+4,L+6,…$的路径。 因此当我们想判断是否存在长度是 $L$ 的路径时,只需判断是否 **存在长度小于等于 $L$**,且 **奇偶性** 和 $L$ 相同的路径即可。 因此我们可以预处理出从$1$号点出发,到每个点长度为奇数的最短路径和长度为偶数的最短路径。 这里可以使用拆点技巧来构造新图,类似于$DP$中的[状态机模型](https://www.acwing.com/problem/content/1051/): * 将原图中的每个点 $v$ 拆成两个新点:偶点$v_0$和奇点$v_1$; * 将原图中的每条边 $(u,v)$ 拆成两条新边:$(u_0,v_1)$ 和 $(u_1,v_0)$; 那么在新图中从 $1$ 号点走到 $v_0$ 的所有路径,对应在原图中从 $1$ 号点走到 $v$ 的所有 **长度是偶数** 的路径;在新图中从 $1$ 号点走到 $v_1$ 的所有路径,对应在原图中从 $1$ 号点走到 $v$ 的所有 **长度是奇数** 的路径。 因此在新图上求出$1$号点到其他所有点的最短路径,即可求出在原图中从$1$号点到其他所有点的长度是奇数和偶数的最短路径。 由于所有边的长度为$1$,因此可以用$BFS$求最短路。 以上我们处理了 $L_i>0$ 的情况,还需特判一下 $L_i==0$ 的情况,$L_i==0$ 表示一条边都不存在,即$1$号点与其他点均不连通,此时由于输入时 $L_i≥1$,因此直接输出 $No$即可。 #### 时间复杂度 使用$BFS$求最短路的时间复杂度是 $(n+m)$; 判断每个查询操作的时间复杂度是 $O(1)$; 因此总时间复杂度是 $O(n+m+q)$。 ```cpp {.line-numbers} #include using namespace std; typedef pair PII; #define x first // 节点号 #define y second // 奇偶性 const int N = 100010, M = 200010; int n, m, Q; int h[N], e[M], ne[M], idx; void add(int a, int b) { e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx++; } int dist[N][2]; // 奇偶最短路 queue q; // 因边边权都是1,不需要Dijkstra或者Floyd,只需要bfs即可 // 由于本题是强调 奇偶性 ,所以,需要使用 拆点 的思想 // 所谓拆点,就是像状态机或者DP中扩展维度的思想,将奇偶点分开,把混沌的事情清晰化。 // dist[i][0]:表示是偶数步的点,值是最小步数 // dist[i][1]:表示是奇数步的点 void bfs() { memset(dist, 0x3f, sizeof dist); // 预求最短,先设最大 dist[1][0] = 0; // 1是起点,走0步到达即偶点,步数:0 q.push({1, 0}); // 起点入队列 while (q.size()) { auto u = q.front(); q.pop(); for (int i = h[u.x]; ~i; i = ne[i]) { // u点 PII v = {e[i], u.y ^ 1}; // u.y ^ 1 奇<->偶 互换 // 由于上面的 y=u.y ^ 1,使得(u.x,u.y)只向(x,u.y的奇偶变换后数) 转移 // 这样做,就起到的拆点作用,而并不是真正的把点拆开 if (dist[v.x][v.y] > dist[u.x][u.y] + 1) { // 如果利用u可以更新v这个点 dist[v.x][v.y] = dist[u.x][u.y] + 1; // 更新 q.push(v); // v的最短距离更新了,入队列,去更新更多的点 } } } } int main() { cin >> n >> m >> Q; memset(h, -1, sizeof h); while (m--) { int a, b; cin >> a >> b; add(a, b), add(b, a); } bfs(); while (Q--) { int a, l; cin >> a >> l; /* 如果不写下面的特判,会被欺负死: 3 1 1 2 3 1 2 第一行三个正整数 n,m 和 q,分别表示工人的数目、传送带的数目和工单的数目。 也就是3个工人,1个传送带,1个工单 传送带是2~3,也就是1是与世隔绝的 接下来 q 行,每行两个正整数 a 和 L,表示编号为 a 的工人想生产一个第 L 阶段的零件。 1号工人,想生产2阶段的零件 由于1号工人是与世隔绝的,没有人给它提供1阶段的零件,肯定返回No,此时需要特判,返回答案 */ if (h[1] == -1) puts("No"); else if (l >= dist[a][l & 1]) // l是奇数,并且大于奇数最短路,则可以通过+2,+4,+6...等方法来回磨,凑够l就完事 // l是偶数,并且大于偶数最短路,则可以通过+2,+4,+6...等方法来回磨,凑够l就完事 puts("Yes"); else puts("No"); } return 0; } ```