SRM684D2H Autohamil

TopCoder Statistics - Problem Statement

In this problem, all strings are binary strings. That is, each character of a string is either '0' or '1'. A deterministic finite automaton is a machine that processes strings. The automaton has a finite set of possible states. The states are numbered 0 through n-1, where n is the number of states.

有向グラフが与えられるので,ハミルトン路があるかどうかを判定せよ.


閉路があるので,強連結成分分解する.分解後のグラフでを始点に探索を始め,分かれ道があれば出来ないと思ったが,全然違うしサンプルも合わない.こういう場合は出来る.

強連結成分分解をしDAGになったので,トポロジカルソートしてトポロジカル順序での辺があるかを調べる.また,トポロジカル順序の開始がで無い場合も出来ないことを忘れない(分からなかった).

Code

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struct SCC {
  int n;
  vector<vector<int> > g, rg, ng, scc; // rg: 逆グラフ, ng: 分解後のグラフ
  vector<int> res; // scc: 強連結成分に属する頂点, res:強連結成分の番号
  bool used[100005];

  SCC(int _n) {
      n = _n;
      g.resize(n); rg.resize(n) ; scc.resize(n); res.resize(n);
  }

  SCC(const vector<vector<int> > &g) : n(g.size()), g(g), rg(n), scc(n), res(n) {
      rep(i, n) {
          rep(j, g[i].size()) rg[g[i][j]].push_back(i);
      }
  }

  // i-jに辺を追加する
  void add(int i, int j) {
      g[i].push_back(j);
      rg[j].push_back(i);
  }

  vector<int> vs;
  void dfs(int v) {
      used[v] = true;
      rep(i, g[v].size()) {
          if(!used[ g[v][i] ]) dfs(g[v][i]);
      }
      vs.push_back(v);
  }

  void rdfs(int v, int k) {
      used[v] = true;
      res[v] = k;
      scc[k].push_back(v);
      rep(i, rg[v].size()) {
          if(!used[ rg[v][i] ]) rdfs(rg[v][i], k);
      }
  }

  void ng_make(int k) {
      ng.resize(k);
      rep(i, n) {
          set<int> S;
          rep(j, g[i].size()) {
              int to = g[i][j];
              if(res[i] == res[to]) continue;
              if(S.find(res[to]) != S.end()) continue;
              ng[res[i]].push_back(res[to]);
              S.insert(res[to]);
          }
      }
  }

  int run() {
      memset(used, 0, sizeof(used));
      rep(i, n) {
          if (!used[i]) dfs(i);
      }

      memset(used, 0, sizeof(used));
      int k = 0;
      for (int i = vs.size()-1; i >= 0; i--) {
          if (!used[vs[i]]) rdfs(vs[i], k++);
      }

      ng_make(k);
      return k;
  }
};

bool used[55];
vector< vector<int> > ng;
vector<int> out;

void dfs(int cur) {
  used[cur] = true;
  rep(i, ng[cur].size()) {
      int v = ng[cur][i];
      if(!used[v]) dfs(v);
  }
  out.push_back(cur);
}

class Autohamil {
  public:
  string check(vector <int> z0, vector <int> z1) {
      int n = z0.size();
      SCC scc(n);

      rep(i, n) {
          if(i != z0[i]) scc.add(i, z0[i]);
          if(i != z1[i]) scc.add(i, z1[i]);
      }

      int m = scc.run();
      ng.resize(m);
      rep(i, m) {
          ng[i].resize(scc.ng[i].size());
          rep(j, scc.ng[i].size()) {
              ng[i][j] = scc.ng[i][j];
          }
      }

      int cnt[55];
      memset(cnt, 0, sizeof(cnt));
      rep(i, m) {
          rep(j, ng[i].size()) {
              cnt[ng[i][j]]++;
          }
      }

      REP(i, 1, m) {
          if(cnt[i] == 0) return "Does not exist";
      }

      int s = scc.res[0];
      memset(used, 0, sizeof(used));
      out.clear();
      dfs(s);
      reverse(out.begin(), out.end());

      if(out[0] != 0) return "Does not exist";

      rep(i, out.size()-1) {
          bool ch = false;
          rep(j, ng[out[i]].size()) {
              if(ng[out[i]][j] == out[i+1]) {
                  ch = true;
              }
          }

          if(ch) continue;
          return "Does not exist";
      }
      return "Exists";
  }
};