yukicoder No.416 旅行会社 に対するC++による解答コード。

yukicoder0416.cpp

#include <algorithm>
#include <ciso646>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <set>
#include <vector>
#include <unordered_set>
#include <utility>


// グラフの辺を表すペア
typedef std::pair<int, int> Edge;


// 素集合データ構造、いわゆるUnion Find
class DisjointDataStructure {
public:
    DisjointDataStructure(int number_of_nodes) {
        // 各要素の親を格納する配列
        // 最初は自分自身が親である
        par = std::vector<int>(number_of_nodes);
        std::iota(par.begin(), par.end(), 0);
        // 高さを格納する配列
        rank = std::vector<int>(number_of_nodes);
        // 各要素を親とする集合の配列
        // 要素iが親でなければ空集合する
        // 最初は、要素iが属する集合は{i}
        // 追加した機能
        groups = std::vector<std::unordered_set<int>>(number_of_nodes);
        for (int i = 0; i < number_of_nodes; i++)
        {
            groups[i].insert(i);
        }
    }
    // 要素nodeが含まれる木の根を求める
    int root(int node) {
        if (par[node] == node)
        {
            return node;
        }
        else
        {
            return par[node] = root(par[node]);
        }
    }
    // 要素node1と要素node2は同じ集合に属しているか
    inline bool inTheSameSet(int node1, int node2) {
        return root(node1) == root(node2);
    }
    // 要素xが属する集合の要素を列挙する
    // 追加した機能
    inline std::unordered_set<int> elementsOfGroup(int x) {
        return groups[root(x)];
    }
    // 要素node1とnode2の属する集合を合わせる
    // unionは予約語なのでuniteとする
    void unite(int node1, int node2) {
        auto x = root(node1);
        auto y = root(node2);
        if (x != y)
        {
            if (rank[x] < rank[y])
            {
                std::swap(x, y);
            }
            par[y] = x;
            // 今回追加した機能
            // 子が属していた集合の中身を親の属している集合に全部入れる
            // 子が属していた集合は空にする
            groups[x].insert(groups[y].begin(), groups[y].end());
            groups[y].clear();
            if (rank[x] == rank[y])
            {
                rank[x]++;
            }
        }
    }
private:
    std::vector<int> par;
    std::vector<int> rank;
    std::vector<std::unordered_set<int>> groups;
};


std::vector<int> solve(int n, int q, const std::set<Edge>& all_edges,
    const std::vector<Edge>& removed_edges) {
    auto removed_edges_set = std::set<Edge>(removed_edges.begin(), removed_edges.end());
    auto uf = DisjointDataStructure(n);
    constexpr int root = 0;
    // 答えを格納する配列
    // 0で初期化されている
    // はじめに与えられたグラフで頂点iが0とつながらないときには、
    // 以下の処理の対象にならず、con_time[i] = 0のままである
    auto con_time = std::vector<int>(n);
    // 壊されない辺からなるグラフを考える
    for (const auto& edge : all_edges)
    {
        if (removed_edges_set.count(edge) == 0)
        {
            uf.unite(edge.first, edge.second);
        }
    }
    // この時点で0と同じ連結成分にある頂点は、
    // 辺が壊されてもなおそうである
    for (int i = 1; i < n; i++)
    {
        if (uf.inTheSameSet(root, i))
        {
            con_time[i] = -1;
        }
    }
    // クエリを逆から処理し、壊されない辺からなるグラフに、
    // 辺が追加されていくと考える
    for (int i = q - 1; i >= 0; i--)
    {
        auto source = removed_edges[i].first;
        auto dest = removed_edges[i].second;
        // 辺の始終点がはじめから同じ連結成分にあれば、
        // わざわざuniteしなくてもよい
        // さもなければ、以下の処理を行う
        if (not uf.inTheSameSet(source, dest))
        {
            // 長ったらしいので変数に入れておく
            auto bs = uf.inTheSameSet(root, source);
            auto bd = uf.inTheSameSet(root, dest);
            // 辺の追加前に、辺の始終点がともに0と同じ連結成分になければ、
            // 単純にuniteすればよい
            // さもなければ、以下の処理を行ってからuniteする
            if (bs or bd)
            {
                // ややこしいので、始点が0と同じ連結成分にあり、
                // 終点はそうではないという場合に統一する
                // なお、ともに0と同じ連結成分にある場合は、
                // 当然ながら上の条件分岐で除外されている
                if (bd)
                {
                    std::swap(source, dest);
                }
                // 辺の追加前に終点が属する集合を構成する頂点は、
                // 辺の追加により0とつながる
                for (const auto& v : uf.elementsOfGroup(dest))
                {
                    con_time[v] = i + 1;
                }
            }
            uf.unite(source, dest);
        }
    }
    return con_time;
}


int main() {
    std::cin.tie(nullptr);
    std::ios::sync_with_stdio(false);
    int n, m, q;
    std::cin >> n >> m >> q;
    // すべての辺の集合
    // ペアのハッシュを定義するのが面倒なので、
    // std::unordered_setではなくset::setを使っている
    std::set<Edge> all_edges;
    for (int i = 0; i < m; i++)
    {
        int a, b;
        std::cin >> a >> b;
        a--;
        b--;
        all_edges.insert(std::make_pair(a, b));
    }
    // 壊される辺の配列
    // 壊される順番が大事なので、集合にはしない
    std::vector<Edge> removed_edges;
    for (int i = 0; i < q; i++)
    {
        int c, d;
        std::cin >> c >> d;
        c--;
        d--;
        removed_edges.push_back(std::make_pair(c, d));
    }
    auto con_time = solve(n, q, all_edges, removed_edges);
    for (int i = 1; i < n; i++)
    {
        std::cout << con_time[i] << std::endl;
    }
    return EXIT_SUCCESS;
}