【图论】【割点】【C++算法】928. 尽量减少恶意软件的传播 II

2024-03-29 09:52

本文主要是介绍【图论】【割点】【C++算法】928. 尽量减少恶意软件的传播 II,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

作者推荐

视频算法专题

涉及知识点

图论 割点

LeetCode928. 尽量减少恶意软件的传播 II

给定一个由 n 个节点组成的网络,用 n x n 个邻接矩阵 graph 表示。在节点网络中,只有当 graph[i][j] = 1 时,节点 i 能够直接连接到另一个节点 j。
一些节点 initial 最初被恶意软件感染。只要两个节点直接连接,且其中至少一个节点受到恶意软件的感染,那么两个节点都将被恶意软件感染。这种恶意软件的传播将继续,直到没有更多的节点可以被这种方式感染。
假设 M(initial) 是在恶意软件停止传播之后,整个网络中感染恶意软件的最终节点数。
我们可以从 initial 中删除一个节点,并完全移除该节点以及从该节点到任何其他节点的任何连接。
请返回移除后能够使 M(initial) 最小化的节点。如果有多个节点满足条件,返回索引 最小的节点 。
示例 1:
输入:graph = [[1,1,0],[1,1,0],[0,0,1]], initial = [0,1]
输出:0
示例 2:
输入:graph = [[1,1,0],[1,1,1],[0,1,1]], initial = [0,1]
输出:1
示例 3:
输入:graph = [[1,1,0,0],[1,1,1,0],[0,1,1,1],[0,0,1,1]], initial = [0,1]
输出:1
提示:
n == graph.length
n == graph[i].length
2 <= n <= 300
graph[i][j] 是 0 或 1.
graph[i][j] == graph[j][i]
graph[i][i] == 1
1 <= initial.length < n
0 <= initial[i] <= n - 1
initial 中每个整数都不同

割点

时间复杂度O(nn),无提升。原理见: 【图论】【并集查找】【C++算法】928. 尽量减少恶意软件的传播 II

代码

class CNeiBo
{
public:	static vector<vector<int>> Two(int n, vector<vector<int>>& edges, bool bDirect, int iBase = 0) {vector<vector<int>>  vNeiBo(n);for (const auto& v : edges){vNeiBo[v[0] - iBase].emplace_back(v[1] - iBase);if (!bDirect){vNeiBo[v[1] - iBase].emplace_back(v[0] - iBase);}}return vNeiBo;}	static vector<vector<std::pair<int, int>>> Three(int n, vector<vector<int>>& edges, bool bDirect, int iBase = 0){vector<vector<std::pair<int, int>>> vNeiBo(n);for (const auto& v : edges){vNeiBo[v[0] - iBase].emplace_back(v[1] - iBase, v[2]);if (!bDirect){vNeiBo[v[1] - iBase].emplace_back(v[0] - iBase, v[2]);}}return vNeiBo;}static vector<vector<int>> Grid(int rCount, int cCount, std::function<bool(int, int)> funVilidCur, std::function<bool(int, int)> funVilidNext){vector<vector<int>> vNeiBo(rCount * cCount);auto Move = [&](int preR, int preC, int r, int c){if ((r < 0) || (r >= rCount)){return;}if ((c < 0) || (c >= cCount)){return;}if (funVilidCur(preR, preC) && funVilidNext(r, c)){vNeiBo[cCount * preR + preC].emplace_back(r * cCount + c);}};for (int r = 0; r < rCount; r++){for (int c = 0; c < cCount; c++){Move(r, c, r + 1, c);Move(r, c, r - 1, c);Move(r, c, r, c + 1);Move(r, c, r, c - 1);}}return vNeiBo;}static vector<vector<int>> Mat(vector<vector<int>>& neiBoMat){vector<vector<int>> neiBo(neiBoMat.size());for (int i = 0; i < neiBoMat.size(); i++){for (int j = i + 1; j < neiBoMat.size(); j++){if (neiBoMat[i][j]){neiBo[i].emplace_back(j);neiBo[j].emplace_back(i);}}}return neiBo;}
};class CCutPoint
{
public:CCutPoint(const vector<vector<int>>& vNeiB) : m_iSize(vNeiB.size()){m_vNodeToTime.assign(m_iSize, -1);m_vCutNewRegion.resize(m_iSize);		}void Init(const vector<vector<int>>& vNeiB){for (int i = 0; i < m_iSize; i++){if (-1 == m_vNodeToTime[i]){m_vRegionFirstTime.emplace_back(m_iTime);dfs(vNeiB, i, -1);}}}	const int m_iSize;const vector<int>& Time()const { return m_vNodeToTime; }//各节点的时间戳const vector<int>& RegionFirstTime()const { return m_vRegionFirstTime; }//各连通区域的最小时间戳vector<bool> CalCut()const { vector<bool> ret;for (int i = 0; i < m_iSize; i++){ret.emplace_back(m_vCutNewRegion[i].size());}return ret; }//const vector < vector<pair<int, int>>>& NewRegion()const { return m_vCutNewRegion; };
protected:int dfs(const vector<vector<int>>& vNeiB, const int cur, const int parent){int iMinTime = m_vNodeToTime[cur] = m_iTime++;OnBeginDFS(cur);int iRegionCount = (-1 != parent);//根连通区域数量for (const auto& next : vNeiB[cur]) {if (next == parent){continue;}if (-1 != m_vNodeToTime[next]) {iMinTime = min(iMinTime, m_vNodeToTime[next]);continue;}const int childMinTime = dfs(vNeiB, next, cur);iMinTime = min(iMinTime, childMinTime);if (childMinTime >= m_vNodeToTime[cur]) {iRegionCount++;m_vCutNewRegion[cur].emplace_back(m_vNodeToTime[next], m_iTime);}OnVisitNextEnd(childMinTime,cur, next);}if (iRegionCount < 2){m_vCutNewRegion[cur].clear();}return iMinTime;}virtual void OnVisitNextEnd(int childMinTime,int cur, int next) {};virtual void OnBeginDFS(int cur) {};vector<int> m_vNodeToTime;vector<int> m_vRegionFirstTime;vector < vector<pair<int, int>>> m_vCutNewRegion; //m_vCutNewRegion[c]如果存在[left,r) 表示割掉c后,时间戳[left,r)的节点会形成新区域int m_iTime = 0;
};class CCutEdge : public CCutPoint
{
public:using CCutPoint::CCutPoint;vector<vector<int>> m_vCutEdges;
protected:virtual void OnVisitNextEnd(int childMinTime, int cur, int next) override {if (childMinTime > m_vNodeToTime[cur]){m_vCutEdges.emplace_back(vector<int>{ cur,next });}}
};class CConnectAfterCutPoint 
{
public:CConnectAfterCutPoint(const vector<vector<int>>& vNeiB) :m_ct(vNeiB){m_ct.Init(vNeiB);m_vTimeToNode.resize(m_ct.m_iSize);m_vNodeToRegion.resize(m_ct.m_iSize);for (int iNode = 0; iNode < m_ct.m_iSize; iNode++){m_vTimeToNode[m_ct.Time()[iNode]] = iNode;}for (int iTime = 0,iRegion= 0; iTime < m_ct.m_iSize; iTime++){if ((iRegion < m_ct.RegionFirstTime().size()) && (m_ct.RegionFirstTime()[iRegion] == iTime)){iRegion++;}m_vNodeToRegion[m_vTimeToNode[iTime]] = (iRegion - 1);}}bool Connect(int src, int dest, int iCut)const{if (m_vNodeToRegion[src] != m_vNodeToRegion[dest]){return false;//不在一个连通区域}if (0 == m_ct.NewRegion()[iCut].size()){//不是割点return true;}const int r1 = GetCutRegion(iCut, src);const int r2 = GetCutRegion(iCut, dest);return r1 == r2;}vector<vector<int>> GetSubRegionOfCut(const int iCut)const{//删除iCut及和它相连的边后,iCut所在的区域会分成几个区域:父节点一个区域、各子节点		一个区域//父节点所在区域可能为空,如果iCut所在的连通区域只有一个节点,则返回一个没有节点的			区域。const auto& v = m_ct.NewRegion()[iCut];vector<int> vParen;const int iRegion = m_vNodeToRegion[iCut];const int iEndTime = (iRegion + 1 == m_ct.RegionFirstTime().size()) ? m_ct.m_iSize : m_ct.RegionFirstTime()[iRegion+1];vector<vector<int>> vRet;	for (int iTime = m_ct.RegionFirstTime()[iRegion],j=-1; iTime < iEndTime; iTime++){if (iCut == m_vTimeToNode[iTime]){continue;}if ((j + 1 < v.size()) && (v[j + 1].first == iTime)){j++;vRet.emplace_back();}const int iNode = m_vTimeToNode[iTime];if ((-1 != j ) && (iTime >= v[j].first) && (iTime < v[j].second)){vRet.back().emplace_back(iNode);}else{vParen.emplace_back(iNode);}			}vRet.emplace_back();vRet.back().swap(vParen);return vRet;}	
protected:int GetCutRegion(int iCut, int iNode)const{const auto& v = m_ct.NewRegion()[iCut];auto it = std::upper_bound(v.begin(), v.end(), m_ct.Time()[iNode], [](int time, const std::pair<int, int>& pr) {return  time < pr.first; });if (v.begin() == it){return v.size();}--it;return (it->second > m_ct.Time()[iNode]) ? (it - v.begin()) : v.size();}vector<int> m_vTimeToNode;vector<int> m_vNodeToRegion;//各节点所在区域CCutPoint m_ct;
};class CMyCut : public CConnectAfterCutPoint
{
public:using CConnectAfterCutPoint::CConnectAfterCutPoint;int Do(const unordered_set<int>& setInit){vector<int> vM;//各区域感染数量vector<int> vInitM;for (int iRegion = 0; iRegion < m_ct.RegionFirstTime().size(); iRegion++){const auto [iBegin, iEnd] = GetBeginEnd(iRegion);const int iInitM = MCount(iBegin, iEnd, setInit);vInitM.emplace_back(iInitM);vM.emplace_back((iInitM>0) ? (iEnd - iBegin) : 0);}set<pair<int, int>> setPlusSubIndex;for (const auto& iNode : setInit){const int iRegion = m_vNodeToRegion[iNode];int curSub = vM[iRegion];auto subRegion = GetSubRegionOfCut(iNode);for (const auto& v : subRegion){int iInitM = 0;for (const auto& n : v){iInitM += setInit.count(n);}if (iInitM > 0){curSub -= v.size();}}setPlusSubIndex.emplace(-curSub, iNode);}return setPlusSubIndex.begin()->second;}int MCount(int iBegin,int iEnd, const unordered_set<int>& setInit){int iM = 0;for (int iTime = iBegin; iTime < iEnd; iTime++){const int iNode = m_vTimeToNode[iTime];if (setInit.count(iNode)){iM++;}}return iM;}pair<int, int> GetBeginEnd(int iRegion){const int iEnd = (iRegion + 1 == m_ct.RegionFirstTime().size()) ? m_ct.m_iSize : m_ct.RegionFirstTime()[iRegion + 1];return { m_ct.RegionFirstTime()[iRegion] ,iEnd};}
};
class Solution {
public:int minMalwareSpread(vector<vector<int>>& graph, vector<int>& initial) {m_c = graph.size();unordered_set<int> setInit(initial.begin(), initial.end());auto neiBo = CNeiBo::Mat(graph);CMyCut cut(neiBo);return cut.Do(setInit);}int m_c;
};

扩展阅读

视频课程

有效学习:明确的目标 及时的反馈 拉伸区(难度合适),可以先学简单的课程,请移步CSDN学院,听白银讲师(也就是鄙人)的讲解。
https://edu.csdn.net/course/detail/38771

如何你想快速形成战斗了,为老板分忧,请学习C#入职培训、C++入职培训等课程
https://edu.csdn.net/lecturer/6176

相关下载

想高屋建瓴的学习算法,请下载《喜缺全书算法册》doc版
https://download.csdn.net/download/he_zhidan/88348653

我想对大家说的话
闻缺陷则喜是一个美好的愿望,早发现问题,早修改问题,给老板节约钱。
子墨子言之:事无终始,无务多业。也就是我们常说的专业的人做专业的事。
如果程序是一条龙,那算法就是他的是睛

测试环境

操作系统:win7 开发环境: VS2019 C++17
或者 操作系统:win10 开发环境: VS2022 C++17
如无特殊说明,本算法用**C++**实现。

这篇关于【图论】【割点】【C++算法】928. 尽量减少恶意软件的传播 II的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/858282

相关文章

Win32下C++实现快速获取硬盘分区信息

《Win32下C++实现快速获取硬盘分区信息》这篇文章主要为大家详细介绍了Win32下C++如何实现快速获取硬盘分区信息,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 实现代码CDiskDriveUtils.h#pragma once #include <wtypesbase

如何通过Golang的container/list实现LRU缓存算法

《如何通过Golang的container/list实现LRU缓存算法》文章介绍了Go语言中container/list包实现的双向链表,并探讨了如何使用链表实现LRU缓存,LRU缓存通过维护一个双向... 目录力扣:146. LRU 缓存主要结构 List 和 Element常用方法1. 初始化链表2.

C++ Primer 标准库vector示例详解

《C++Primer标准库vector示例详解》该文章主要介绍了C++标准库中的vector类型,包括其定义、初始化、成员函数以及常见操作,文章详细解释了如何使用vector来存储和操作对象集合,... 目录3.3标准库Vector定义和初始化vector对象通列表初始化vector对象创建指定数量的元素值

C++实现回文串判断的两种高效方法

《C++实现回文串判断的两种高效方法》文章介绍了两种判断回文串的方法:解法一通过创建新字符串来处理,解法二在原字符串上直接筛选判断,两种方法都使用了双指针法,文中通过代码示例讲解的非常详细,需要的朋友... 目录一、问题描述示例二、解法一:将字母数字连接到新的 string思路代码实现代码解释复杂度分析三、

golang字符串匹配算法解读

《golang字符串匹配算法解读》文章介绍了字符串匹配算法的原理,特别是Knuth-Morris-Pratt(KMP)算法,该算法通过构建模式串的前缀表来减少匹配时的不必要的字符比较,从而提高效率,在... 目录简介KMP实现代码总结简介字符串匹配算法主要用于在一个较长的文本串中查找一个较短的字符串(称为

C++一个数组赋值给另一个数组方式

《C++一个数组赋值给另一个数组方式》文章介绍了三种在C++中将一个数组赋值给另一个数组的方法:使用循环逐个元素赋值、使用标准库函数std::copy或std::memcpy以及使用标准库容器,每种方... 目录C++一个数组赋值给另一个数组循环遍历赋值使用标准库中的函数 std::copy 或 std::

通俗易懂的Java常见限流算法具体实现

《通俗易懂的Java常见限流算法具体实现》:本文主要介绍Java常见限流算法具体实现的相关资料,包括漏桶算法、令牌桶算法、Nginx限流和Redis+Lua限流的实现原理和具体步骤,并比较了它们的... 目录一、漏桶算法1.漏桶算法的思想和原理2.具体实现二、令牌桶算法1.令牌桶算法流程:2.具体实现2.1

C++使用栈实现括号匹配的代码详解

《C++使用栈实现括号匹配的代码详解》在编程中,括号匹配是一个常见问题,尤其是在处理数学表达式、编译器解析等任务时,栈是一种非常适合处理此类问题的数据结构,能够精确地管理括号的匹配问题,本文将通过C+... 目录引言问题描述代码讲解代码解析栈的状态表示测试总结引言在编程中,括号匹配是一个常见问题,尤其是在

使用C++实现链表元素的反转

《使用C++实现链表元素的反转》反转链表是链表操作中一个经典的问题,也是面试中常见的考题,本文将从思路到实现一步步地讲解如何实现链表的反转,帮助初学者理解这一操作,我们将使用C++代码演示具体实现,同... 目录问题定义思路分析代码实现带头节点的链表代码讲解其他实现方式时间和空间复杂度分析总结问题定义给定

C++初始化数组的几种常见方法(简单易懂)

《C++初始化数组的几种常见方法(简单易懂)》本文介绍了C++中数组的初始化方法,包括一维数组和二维数组的初始化,以及用new动态初始化数组,在C++11及以上版本中,还提供了使用std::array... 目录1、初始化一维数组1.1、使用列表初始化(推荐方式)1.2、初始化部分列表1.3、使用std::