結果

問題 No.1326 ふたりのDominator
ユーザー koba-e964koba-e964
提出日時 2023-08-26 12:42:09
言語 Rust
(1.77.0)
結果
AC  
実行時間 235 ms / 2,000 ms
コード長 10,956 bytes
コンパイル時間 4,498 ms
コンパイル使用メモリ 174,760 KB
実行使用メモリ 52,020 KB
最終ジャッジ日時 2023-08-26 12:42:21
合計ジャッジ時間 8,321 ms
ジャッジサーバーID
(参考情報)
judge12 / judge15
このコードへのチャレンジ
(要ログイン)

テストケース

テストケース表示
入力 結果 実行時間
実行使用メモリ
testcase_00 AC 1 ms
4,380 KB
testcase_01 AC 1 ms
4,376 KB
testcase_02 AC 1 ms
4,376 KB
testcase_03 AC 1 ms
4,376 KB
testcase_04 AC 1 ms
4,376 KB
testcase_05 AC 1 ms
4,376 KB
testcase_06 AC 1 ms
4,376 KB
testcase_07 AC 3 ms
4,380 KB
testcase_08 AC 2 ms
4,380 KB
testcase_09 AC 2 ms
4,376 KB
testcase_10 AC 3 ms
4,376 KB
testcase_11 AC 3 ms
4,376 KB
testcase_12 AC 235 ms
30,908 KB
testcase_13 AC 200 ms
30,652 KB
testcase_14 AC 194 ms
30,624 KB
testcase_15 AC 227 ms
30,644 KB
testcase_16 AC 192 ms
29,392 KB
testcase_17 AC 148 ms
25,752 KB
testcase_18 AC 132 ms
25,868 KB
testcase_19 AC 102 ms
23,336 KB
testcase_20 AC 152 ms
48,436 KB
testcase_21 AC 194 ms
47,744 KB
testcase_22 AC 226 ms
52,020 KB
testcase_23 AC 152 ms
23,060 KB
testcase_24 AC 200 ms
30,900 KB
権限があれば一括ダウンロードができます

ソースコード

diff #

use std::io::{Write, BufWriter};
// https://qiita.com/tanakh/items/0ba42c7ca36cd29d0ac8
macro_rules! input {
    ($($r:tt)*) => {
        let stdin = std::io::stdin();
        let mut bytes = std::io::Read::bytes(std::io::BufReader::new(stdin.lock()));
        let mut next = move || -> String{
            bytes.by_ref().map(|r|r.unwrap() as char)
                .skip_while(|c|c.is_whitespace())
                .take_while(|c|!c.is_whitespace())
                .collect()
        };
        input_inner!{next, $($r)*}
    };
}

macro_rules! input_inner {
    ($next:expr) => {};
    ($next:expr,) => {};
    ($next:expr, $var:ident : $t:tt $($r:tt)*) => {
        let $var = read_value!($next, $t);
        input_inner!{$next $($r)*}
    };
}

macro_rules! read_value {
    ($next:expr, ( $($t:tt),* )) => { ($(read_value!($next, $t)),*) };
    ($next:expr, [ $t:tt ; $len:expr ]) => {
        (0..$len).map(|_| read_value!($next, $t)).collect::<Vec<_>>()
    };
    ($next:expr, usize1) => (read_value!($next, usize) - 1);
    ($next:expr, $t:ty) => ($next().parse::<$t>().expect("Parse error"));
}

// Lowest Common Ancestor. Call lca(x, y) to get the lca of them.
// Many-rooted version.
// Verified by: https://yukicoder.me/submissions/714482
// These functions use O(n) stack space. 
pub struct LCA {
    n: usize,
    bn: usize,
    parent: Vec<usize>, // r is root <=> parent[r] = r
    dep: Vec<usize>,
    lca_tbl: Vec<Vec<usize>>
}

impl LCA {
    fn dfs(&mut self, edges: &[Vec<usize>], v: usize, par: usize, d: usize) {
        self.parent[v] = par;
        self.dep[v] = d;
        for &u in edges[v].iter() {
            if u != par {
                self.dfs(edges, u, v, d + 1);
            }
        }
    }
    fn lca_init(&mut self) {
        let n = self.n;
        for v in 0 .. n {
            self.lca_tbl[v] = vec![0; self.bn + 1];
            self.lca_tbl[v][0] = self.parent[v];
        }
        for i in 1..self.bn + 1 {
            for v in 0..n {
                self.lca_tbl[v][i] =
                    self.lca_tbl[self.lca_tbl[v][i - 1]][i - 1];
            }
        }
    }
    pub fn lca(&self, mut x: usize, mut y: usize) -> usize {
        let dx = self.dep[x];
        let mut dy = self.dep[y];
        if dx > dy {
            return self.lca(y, x);
        }
        for l in (0..self.bn + 1).rev() {
            if dy - dx >= 1 << l {
                y = self.lca_tbl[y][l];
                dy -= 1 << l;
            }
        }
        assert_eq!(dx, dy);
        
        if x == y {
            return x;
        }
        for l in (0..self.bn + 1).rev() {
            if self.lca_tbl[x][l] != self.lca_tbl[y][l] {
                x = self.lca_tbl[x][l];
                y = self.lca_tbl[y][l];
            }
        }
        self.lca_tbl[x][0]
    }
    #[allow(unused)]
    pub fn depth(&self, a: usize) -> usize {
        self.dep[a]
    }
    #[allow(unused)]
    pub fn parent(&self, a: usize) -> usize {
        self.parent[a]
    }
    #[allow(unused)]
    pub fn ancestor(&self, v: usize, dist: usize) -> usize {
        let mut ans = v;
        for i in 0..self.bn + 1 {
            if (dist & 1 << i) != 0 {
                ans = self.lca_tbl[ans][i];
            }
        }
        ans
    }
    #[allow(unused)]
    pub fn child(&self, anc: usize, des: usize) -> usize {
        let x = self.dep[des] - self.dep[anc] - 1;
        let mut ans = des;
        for i in 0..self.bn + 1 {
            if (x & 1 << i) != 0 {
                ans = self.lca_tbl[ans][i];
            }
        }
        ans
    }
    pub fn new(edges: &[Vec<usize>], roots: &[usize]) -> Self {
        let n = edges.len();
        let bn = (n.next_power_of_two() - 1).count_ones() as usize;
        let mut ret = LCA {
            n: n, bn: bn, parent: vec![0; n], dep: vec![0; n],
            lca_tbl: vec![Vec::new(); n] };
        for &r in roots {
            ret.dfs(edges, r, r, 0);
        }
        ret.lca_init();
        ret
    }
}

// Ported from https://kokiymgch.hatenablog.com/entry/2018/03/21/174958
// This library uses O(n) stack space. 

//tree index : [0, 1, ..., bc.size() - 1] -> component
//tree index : [bc.size(), bc.size() + 1, ..., bc.size() + art.size() - 1] -> articulation point
//cmp[index of edge] -> index of the node of the constructed tree
//cmp_node[index of node] -> -1 if it's not an articulation point, otherwise index of the node of the constructed tree
pub struct Bicomp {
    pub cmp: Vec<Option<usize>>,
    pub cmp_node: Vec<Option<usize>>,
    pub g: Vec<Vec<usize>>,
    pub e2i: std::collections::HashMap<(usize, usize), usize>,
    pub tree: Vec<Vec<usize>>,
}

impl Bicomp {
    fn dfs(
        u: usize, prev: usize,
        used: &mut [bool],
        ord: &mut [usize],
        low: &mut [usize],
        k: &mut usize,
        tmp: &mut Vec<(usize, usize)>,
        bc: &mut Vec<Vec<(usize, usize)>>,
        art: &mut Vec<usize>,
        g: &[Vec<usize>],
    ) {
        let n = g.len();
        used[u] = true;
        ord[u] = *k;
        *k += 1;
        low[u] = ord[u];
        let mut is_art = false;
        let mut cnt = 0;
        for &v in &g[u] {
            if v != prev {
                if ord[v] >= n || ord[v] < ord[u] {
                    tmp.push((std::cmp::min(u, v), std::cmp::max(u, v)))
                }
                if !used[v] {
                    cnt += 1;
                    Self::dfs(v, u, used, ord, low, k, tmp, bc, art, g);
                    low[u] = std::cmp::min(low[u], low[v]);
                    if prev < n && low[v] >= ord[u] {
                        is_art = true;
                    }
                    if low[v] >= ord[u] {
                        bc.push(vec![]);
                        loop {
                            let e = tmp.pop().unwrap();
                            let idx = bc.len() - 1;
                            bc[idx].push(e);
                            if (std::cmp::min(u, v), std::cmp::max(u, v)) == e {
                                break;
                            }
                        }
                    }
                } else {
                    low[u] = std::cmp::min(low[u], ord[v]);
                }
            }
        }
        if prev >= n && cnt > 1 {
            is_art = true;
        }
        if is_art {
            art.push(u);
        }
    }
    pub fn new(n: usize, edges: &[(usize, usize)]) -> Self {
        let m = edges.len();
        let mut g = vec![vec![]; n];
        let mut e2i = std::collections::HashMap::new();
        for i in 0..m {
            let (u, v) = edges[i];
            g[u].push(v);
            g[v].push(u);
            e2i.insert((std::cmp::min(u, v), std::cmp::max(u, v)), i);
        }
        let mut cmp_node = vec![None; n];
        let mut cmp = vec![None; m];
        let mut ord = vec![n; n];
        let mut low = vec![n; n];
        let mut used = vec![false; n];
        let mut bc = vec![];
        let mut art = vec![];
        let mut tmp = vec![];
        let mut k = 0;

        // build() in original
        Self::dfs(0, n, &mut used, &mut ord, &mut low, &mut k, &mut tmp, &mut bc, &mut art, &g);
        for i in 0..bc.len() {
            for &e in &bc[i] {
                let idx = e2i[&(std::cmp::min(e.0, e.1), std::cmp::max(e.1, e.0))];
                cmp[idx] = Some(i);
            }
        }
        let mut tree = vec![vec![]; bc.len() + art.len()];
        let mut tmp = vec![];
        for i in 0..art.len() {
            let j = i + bc.len();
            cmp_node[art[i]] = Some(j);
            let u = art[i];
            for &v in &g[u] {
                let t = cmp[e2i[&(std::cmp::min(u, v), std::cmp::max(v, u))]].unwrap();
                tmp.push(t);
            }
            tmp.sort_unstable(); tmp.dedup();
            for v in tmp.drain(..) {
                tree[j].push(v);
                tree[v].push(j);
            }
        }
        Bicomp {
            cmp: cmp,
            cmp_node: cmp_node,
            g: g,
            e2i: e2i,
            tree: tree,
        }
    }
}

fn main() {
    // In order to avoid potential stack overflow, spawn a new thread.
    let stack_size = 104_857_600; // 100 MB
    let thd = std::thread::Builder::new().stack_size(stack_size);
    thd.spawn(|| solve()).unwrap().join().unwrap();
}

fn dfs(v: usize, par: usize, g: &[Vec<usize>], d: i64, dep: &mut [i64]) {
    dep[v] = d;
    for &w in &g[v] {
        if w == par { continue; }
        dfs(w, v, g, d + 1, dep);
    }
}

// https://yukicoder.me/problems/no/1326 (4)
// グラフが木であれば、(x と y の間にある頂点数) = (x と y の距離) - 1 なので簡単。
// 一般のグラフの場合、二重辺連結成分分解を行ってできた木の各頂点について、
// 元のグラフにおける寄与が 0, 1, 2 のいずれかである。
// これは、頂点数 1 の成分については木の頂点をそのままにし、頂点数が 2 以上である成分については
// 木における頂点を通るだけで距離が 1 増えるように、木の頂点を増幅させれば良い。
// それは元々の頂点を v としたとき v に接続する辺ごとに新しく頂点を作りそれぞれの辺と接続させ、
// それらと v を距離 0.5 で繋げばできる。
// Similar problems: https://yukicoder.me/problems/no/1983
// -> 間違い。二重辺連結成分分解ではなく二重頂点連結成分分解をする必要がある。
// これは関節点と結びつく概念である。他人のライブラリを拝借して AC。
// Tags: articulation-points, biconnected-components
fn solve() {
    let out = std::io::stdout();
    let mut out = BufWriter::new(out.lock());
    macro_rules! puts {($($format:tt)*) => (let _ = write!(out,$($format)*););}
    input! {
        n: usize, m: usize,
        uv: [(usize1, usize1); m],
        q: usize,
        xy: [(usize1, usize1); q],
    }
    let bct = Bicomp::new(n, &uv);
    let lca = LCA::new(&bct.tree, &[0]);
    let mut dep = vec![0; bct.tree.len()];
    dfs(0, bct.tree.len(), &bct.tree, 0, &mut dep);
    for (x, y) in xy {
        if x == y {
            puts!("0\n");
            continue;
        }
        let bx = if let Some(bx) = bct.cmp_node[x] {
            bx
        } else {
            let w = bct.g[x][0];
            let e = bct.e2i[&(std::cmp::min(x, w), std::cmp::max(x, w))];
            bct.cmp[e].unwrap()
        };
        let by = if let Some(by) = bct.cmp_node[y] {
            by
        } else {
            let w = bct.g[y][0];
            let e = bct.e2i[&(std::cmp::min(y, w), std::cmp::max(y, w))];
            bct.cmp[e].unwrap()
        };
        let l = lca.lca(bx, by);
        let mut dist = dep[bx] + dep[by] - 2 * dep[l];
        if bct.cmp_node[x].is_some() {
            dist -= 1;
        }
        if bct.cmp_node[y].is_some() {
            dist -= 1;
        }
        puts!("{}\n", dist / 2);
    }
}
0