次小生成树

// 次小生成树.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
/*
https://www.acwing.com/problem/content/358/
https://loj.ac/p/10133
https://ac.nowcoder.com/acm/contest/958/H


给定一张 N 个点 M 条边的无向图,求无向图的严格次小生成树。
设最小生成树的边权之和为 sum,严格次小生成树就是指边权之和大于 sum 的生成树中最小的一个。

输入格式
第一行包含两个整数 N 和 M。
接下来 M 行,每行包含三个整数 x,y,z,表示点 x 和点 y 之前存在一条边,边的权值为 z。

输出格式
包含一行,仅一个数,表示严格次小生成树的边权和。(数据保证必定存在严格次小生成树)

数据范围
N≤105,M≤3×105
输入样例:
5 6
1 2 1
1 3 2
2 4 3
3 5 4
3 4 3
4 5 6
输出样例:
11
*/


#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstring>

using namespace std;

typedef long long LL;

const int N = 100010, M = 300010, INF = 0x3f3f3f3f;
int depth[N], fa[N][17], d1[N][17], d2[N][17];
int f[N];		//最小数 并查集
int h[N], e[M], ne[M], w[M], idx;
int n, m;
struct Edge {
	int a, b, w;
	bool used;
	bool operator<(const Edge& t)const {
		return w < t.w;
	}
}edge[M];

int find(int x) {
	if (x != f[x]) f[x] = find(f[x]);
	return f[x];
}

void add(int a, int b, int c) {
	e[idx] = b;	w[idx] = c; ne[idx] = h[a]; h[a] = idx++;
}

LL kruskal() {
	LL res = 0;
	sort(edge, edge + m);
	for (int i = 0; i < N; i++) f[i] = i;

	int cnt = 0;
	for (int i = 0; i < m; i++)
	{
		int a = edge[i].a, b = edge[i].b, w = edge[i].w;
		a = find(a), b = find(b);
		if (a != b)     // 如果两个连通块不连通,则将这两个连通块合并
		{
			f[a] = b;
			res += w;
			cnt++;
			edge[i].used = true;
			add(edge[i].a, edge[i].b, edge[i].w);
			add(edge[i].b, edge[i].a, edge[i].w);
		}
	}

	return res;
}

void dfs(int u, int father) {
	fa[u][0] = father;

	for (int k = 1; k < 17; k++) {
		int anc = fa[u][k - 1];
		fa[u][k] = fa[anc][k - 1];
		int dis[4] = { d1[u][k - 1],d2[u][k - 1],d1[anc][k - 1],d2[anc][k - 1] };
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			if (d1[u][k] < dis[i]) {
				d2[u][k] = d1[u][k]; d1[u][k] = dis[i];
			}
			else if (d1[u][k] != dis[i] && d2[u][k] < dis[i]) {
				d2[u][k] = dis[i];
			}
		}
	}

	for (int i = h[u]; i != -1; i = ne[i]) {
		int v = e[i];
		if (v == father) continue;
		depth[v] = depth[u] + 1;
		d1[v][0] = w[i];
		d2[v][0] = -INF;
		dfs(v, u);
	}
}

int arr[N * 2];
int cnt;

LL lca(int a, int b, int w) {
	//memset(arr, 0, sizeof arr);
	cnt = 0;

	if (depth[a] < depth[b]) swap(a, b);

	for (int k = 16; k >= 0; k--) {
		if (depth[fa[a][k]] >= depth[b]) {
			arr[cnt++] = d1[a][k];
			arr[cnt++] = d2[a][k];
			a = fa[a][k];
		}
	}

	if (a != b) {
		for (int k = 16; k >= 0; k--) {
			if (fa[a][k] != fa[b][k]) {
				arr[cnt++] = d1[a][k];
				arr[cnt++] = d2[a][k];
				arr[cnt++] = d1[b][k];
				arr[cnt++] = d2[b][k];
				a = fa[a][k]; b = fa[b][k];
			}
		}
		arr[cnt++] = d1[a][0];
		arr[cnt++] = d1[b][0];
	}


	int dist1 = -INF;
	int dist2 = -INF;
	for (int i = 0; i < cnt; i++) {
		if (dist1 < arr[i]) {
			dist2 = dist1; dist1 = arr[i];
		}
		else if (dist1 != arr[i] && dist2 < arr[i]) {
			dist2 = arr[i];
		}
	}

	if (w > dist1) return w - dist1;
	if (w > dist2) return w - dist2;

	return INF;
}




int main() {
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(0);
	cout.tie(0);
	memset(h, -1, sizeof h);
	idx = 0;
	scanf("%d%d", &n, &m);
	for (int i = 0; i < m; i++) {
		scanf("%d%d%d", &edge[i].a, &edge[i].b, &edge[i].w);
		edge[i].used = false;
	}

	sort(edge, edge + m);

	LL sum = kruskal();

	memset(depth, 0, sizeof depth);
	memset(fa, 0, sizeof fa);
	for (int i = 0; i < N; i++) {
		for (int j = 0; j < 17; j++) {
			d1[i][j] = -INF;
			d2[i][j] = -INF;
		}
	}
	depth[1] = 1;
	dfs(1, 0);
	LL res = 1e18;
	for (int i = 0; i < m; i++) {
		if (edge[i].used == false) {
			int a = edge[i].a, b = edge[i].b, w = edge[i].w;
			res = min(res, sum + lca(a, b, w));
		}
	}

	cout << res;


	return 0;
}

posted on 2025-07-08 16:05  itdef  阅读(6)  评论(0)    收藏  举报

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