#include <bits/stdc++.h>
#define NIL -1
#define INFINIT INT_MAX
using namespace std;
typedef pair<int, int> pereche;
struct muchie
{
int sursa, destinatie, cost;
muchie (int sursa = 0, int destinatie = 0, int cost = 0)
{
this->sursa = sursa;
this->destinatie = destinatie;
this->cost = cost;
}
};
class Graful_meu
{
int _noduri;
int _muchii;
vector<vector<muchie>> _lista_adiacenta;
bool _orientat, _are_cost;
public:
Graful_meu(int noduri = 0, int muchii = 0, bool _orientat = false, bool _are_cost = false);
void citire_graf(istream &fin);
int getter_numar_noduri();
void adaugare_muchie(int x, int y, int c);
// tema - part 1
int componente_conexe();
vector<int> bfs(int start);
vector <vector<int>> componente_biconexe();
vector<vector<int>> componente_tare_conexe();
vector<vector<int>> muchii_critice();
vector<int> sortare_topologica();
bool havel_hakimi(int n, vector<int>&grade);
// tema - part 2
vector<int> prim_algoritm(int &cost_total, int nod_start);
vector<pereche> kruskal_algoritm(int &cost_total);
static int gaseste_radacina(int nod, vector<int>&tata);
static void reuniune_radacini(int nod_1, int nod_2, vector<int>&tata);
vector<int> dijkstra_algoritm(int nod_start);
vector<int> bellmanford_algoritm(int nod_start);
// tema - part 3
vector<vector<long long>> roy_floyd_algoritm(vector<vector<long long>>&mat);
int diametru_arbore();
int flux_maxim_edmonds_karp_algoritm(int sursa, int destinatie);
private:
void dfs(int start, bool vizitat[]);
void dfs_componente_biconexe(int nod_curent, stack<int>&stiva_noduri, vector<int>&nod_intoarcere, vector<int>&timp_descoperire_nod, vector<vector<int>>&toate_componentele_biconexe);
void dfs_componente_tare_conexe(int nod_curent, stack<int>&stiva_noduri, vector<bool>&apartine_unei_comp_tare_conexe, vector<int>&nod_intoarcere, vector<int>&timp_descoperire_nod, vector<vector<int>>&toate_componentele_tare_conexe);
void dfs_muchii_critice(int nod_curent, int parinte, vector<int>&nod_intoarcere, vector<int>&timp_descoperire_nod, vector<vector<int>>&toate_muchiile_critice);
int bfs_edmonds_karp_algoritm(int sursa, int destinatie, vector<int> &tata, vector<vector<int>>&capacitate_reziduala, vector<vector<int>>&adj);
};
Graful_meu::Graful_meu(int noduri, int muchii, bool orientat, bool are_cost)
{
_noduri = noduri;
_muchii = muchii;
_orientat = orientat;
_are_cost = are_cost;
_lista_adiacenta.resize(_noduri + 2);
}
void Graful_meu::citire_graf(istream &fin)
{
int x, y;
int cost = 0;
for(int i = 1 ; i <= _muchii ; ++i)
{
fin >> x >> y;
if(_are_cost)
fin >> cost;
_lista_adiacenta[x].push_back(muchie(x, y, cost));
if(!_orientat)
_lista_adiacenta[y].push_back(muchie(y, x, cost));
}
}
int Graful_meu::getter_numar_noduri()
{
return _noduri;
}
void Graful_meu::adaugare_muchie(int x, int y, int c)
{
_lista_adiacenta[x].push_back(muchie(x, y, c));
++_muchii;
if(!_orientat)
{
_lista_adiacenta[y].push_back(muchie(y, x, c));
++_muchii;
}
}
// parcurgere DFS
void Graful_meu::dfs(int start, bool vizitat[])
{
vizitat[start] = 1;
for(auto nod_vecin : _lista_adiacenta[start])
if(vizitat[nod_vecin.destinatie] == 0)
dfs(nod_vecin.destinatie, vizitat);
}
// se va returna numarul de componente conexe, folosindu-ne de functia DFS
int Graful_meu::componente_conexe()
{
bool vizitat[_noduri + 2] = {0};
int numar_componente_conexe = 0;
for(int i = 1 ; i <= _noduri ; ++i)
if (vizitat[i] == 0)
{
dfs(i, vizitat);
++numar_componente_conexe;
}
return numar_componente_conexe;
}
// parcurgerea BFS
vector<int> Graful_meu::bfs(int start)
{
bool vizitat[_noduri + 2] = {0};
queue<int>coada_bfs;
vector<int> drumuri_minime(_noduri + 2, -1);
coada_bfs.push(start);
vizitat[start] = 1;
drumuri_minime[start] = 0;
while(!coada_bfs.empty())
{
for(auto nod_vecin : _lista_adiacenta[start])
if(vizitat[nod_vecin.destinatie] == 0)
{
coada_bfs.push(nod_vecin.destinatie);
vizitat[nod_vecin.destinatie] = 1;
drumuri_minime[nod_vecin.destinatie] = drumuri_minime[start] + 1;
}
coada_bfs.pop();
start = coada_bfs.front();
}
return drumuri_minime;
}
// functia va returna fiecare vector de noduri care compun o componenta biconexa, ne ajutam de un DFS modificat
vector<vector<int>> Graful_meu::componente_biconexe()
{
vector<int>timp_descoperire_nod(_noduri + 2, NIL);
vector<int>nod_intoarcere(_noduri + 2, NIL);
vector<vector<int>> toate_componentele_biconexe;
stack<int>stiva_noduri;
for(int i = 1; i <= _noduri; ++i)
if(timp_descoperire_nod[i] == NIL)
dfs_componente_biconexe(i, stiva_noduri, nod_intoarcere, timp_descoperire_nod, toate_componentele_biconexe);
return toate_componentele_biconexe;
}
// in functie verificam daca nodul curent este sau nu punct de articulatie(nod critic)
// o idee adaptata pornind de la aceasta: un nod este critic daca are un fiu care are nivelul de intoarcere >= ca nivelul nodului(tata)
void Graful_meu::dfs_componente_biconexe(int nod_curent, stack<int>&stiva_noduri, vector<int>&nod_intoarcere,
vector<int>&timp_descoperire_nod, vector<vector<int>>&toate_componentele_biconexe)
{
static int timp = 0;
nod_intoarcere[nod_curent] = timp_descoperire_nod[nod_curent] = ++timp;
stiva_noduri.push(nod_curent);
for(auto vecin : _lista_adiacenta[nod_curent])
{
if(timp_descoperire_nod[vecin.destinatie] == NIL)
{
dfs_componente_biconexe(vecin.destinatie, stiva_noduri, nod_intoarcere, timp_descoperire_nod, toate_componentele_biconexe);
nod_intoarcere[nod_curent] = min(nod_intoarcere[nod_curent], nod_intoarcere[vecin.destinatie]);
if(nod_intoarcere[vecin.destinatie] >= timp_descoperire_nod[nod_curent])
{
vector<int>componenta_biconexa;
int nod_stiva = stiva_noduri.top();
stiva_noduri.pop();
componenta_biconexa.push_back(nod_stiva);
while(nod_stiva != vecin.destinatie)
{
nod_stiva = stiva_noduri.top();
stiva_noduri.pop();
componenta_biconexa.push_back(nod_stiva);
}
componenta_biconexa.push_back(nod_curent);
toate_componentele_biconexe.push_back(componenta_biconexa);
}
}
else
nod_intoarcere[nod_curent] = min(nod_intoarcere[nod_curent], timp_descoperire_nod[vecin.destinatie]);
}
}
// functia va returna fiecare vector de noduri care compun o componenta tare conexa, ne ajutam de un DFS modificat
vector<vector<int>> Graful_meu::componente_tare_conexe()
{
vector<int>timp_descoperire_nod(_noduri + 2, NIL);
vector<int>nod_intoarcere(_noduri + 2, NIL);
vector<vector<int>> toate_componentele_tare_conexe;
stack<int>stiva_noduri;
vector<bool>apartine_unei_comp_tare_conexe(_noduri + 2, false);
for(int i = 1 ; i <= _noduri ; ++i)
if(timp_descoperire_nod[i] == NIL)
dfs_componente_tare_conexe(i, stiva_noduri, apartine_unei_comp_tare_conexe, nod_intoarcere, timp_descoperire_nod, toate_componentele_tare_conexe);
return toate_componentele_tare_conexe;
}
// aceasta functie are ca scop determinarea fiecarei radacini a componentelor tare conexe,
// mai precis in if-ul acela unde testam daca nod_intoarcere[vecin] == timp_descoperire_nod[nod_curent]
void Graful_meu::dfs_componente_tare_conexe(int nod_curent, stack<int>&stiva_noduri, vector<bool>&apartine_unei_comp_tare_conexe, vector<int>&nod_intoarcere,
vector<int>&timp_descoperire_nod, vector<vector<int>>&toate_componentele_tare_conexe)
{
static int timp = 0;
nod_intoarcere[nod_curent] = timp_descoperire_nod[nod_curent] = ++timp;
stiva_noduri.push(nod_curent);
for(auto vecin : _lista_adiacenta[nod_curent])
{
if(timp_descoperire_nod[vecin.destinatie] == NIL)
{
dfs_componente_tare_conexe(vecin.destinatie, stiva_noduri, apartine_unei_comp_tare_conexe, nod_intoarcere, timp_descoperire_nod, toate_componentele_tare_conexe);
nod_intoarcere[nod_curent] = min(nod_intoarcere[nod_curent], nod_intoarcere[vecin.destinatie]);
}
else
if(apartine_unei_comp_tare_conexe[vecin.destinatie] == false)
nod_intoarcere[nod_curent] = min(nod_intoarcere[nod_curent], timp_descoperire_nod[vecin.destinatie]);
}
if(nod_intoarcere[nod_curent] == timp_descoperire_nod[nod_curent])
{
vector<int>componenta_tare_conexa;
int nod_stiva = stiva_noduri.top();
while(nod_stiva != nod_curent)
{
componenta_tare_conexa.push_back(nod_stiva);
apartine_unei_comp_tare_conexe[nod_stiva] = true;
stiva_noduri.pop();
nod_stiva = stiva_noduri.top();
}
componenta_tare_conexa.push_back(nod_stiva);
apartine_unei_comp_tare_conexe[nod_stiva] = true;
stiva_noduri.pop();
toate_componentele_tare_conexe.push_back(componenta_tare_conexa);
}
}
// functie ce returneaza toate muchiile critice
vector<vector<int>> Graful_meu::muchii_critice()
{
vector<vector<int>> _lista_adiacenta(_noduri + 2);
vector<int>timp_descoperire_nod(_noduri + 2, NIL);
vector<int>nod_intoarcere(_noduri + 2, NIL);
vector<vector<int>>toate_muchiile_critice;
for(int i = 1 ; i <= _noduri ; ++i)
if(timp_descoperire_nod[i] == -1)
dfs_muchii_critice(i, -1, nod_intoarcere, timp_descoperire_nod, toate_muchiile_critice);
return toate_muchiile_critice;
}
// functia este un DFS adaptat care se bazeaza pe urmatoarea idee:
// o muchie este critica daca nivelul de intoarcere(un fel de nivel de intoarcere: nod_intoarcere) al fiului(vecin) > ca nivelul tatalui (nod_curent)
void Graful_meu::dfs_muchii_critice(int nod_curent, int parinte, vector<int>&nod_intoarcere, vector<int>&timp_descoperire_nod,
vector<vector<int>>&toate_muchiile_critice)
{
static int timp = 0;
nod_intoarcere[nod_curent] = timp_descoperire_nod[nod_curent] = ++timp;
for(auto vecin : _lista_adiacenta[nod_curent])
{
if(timp_descoperire_nod[vecin.destinatie] == NIL)
{
parinte = nod_curent;
dfs_muchii_critice(vecin.destinatie, parinte, nod_intoarcere,timp_descoperire_nod, toate_muchiile_critice);
nod_intoarcere[nod_curent] = min(nod_intoarcere[nod_curent], nod_intoarcere[vecin.destinatie]);
if(nod_intoarcere[vecin.destinatie] > timp_descoperire_nod[nod_curent])
toate_muchiile_critice.push_back({nod_curent, vecin.destinatie});
}
else
if(parinte != vecin.destinatie)
nod_intoarcere[nod_curent] = min(nod_intoarcere[nod_curent], timp_descoperire_nod[vecin.destinatie]);
}
}
// sortarea topologica (metoda de implementare fix ca la curs, NU cea cu un DFS)
vector<int> Graful_meu::sortare_topologica()
{
int grad_interior[_noduri + 2] = {0};
vector<int>ordine_topologica;
for(int i = 1 ; i <= _noduri ; ++i)
for(auto vecin : _lista_adiacenta[i])
++grad_interior[vecin.destinatie];
int copie_numar_noduri = _noduri;
while(copie_numar_noduri)
{
for(int nod_curent = 1; nod_curent <= _noduri; ++nod_curent)
if(grad_interior[nod_curent] == 0)
{
ordine_topologica.push_back(nod_curent);
for(auto vecin : _lista_adiacenta[nod_curent])
--grad_interior[vecin.destinatie];
grad_interior[nod_curent] = NIL;
--copie_numar_noduri;
}
}
return ordine_topologica;
}
// algoritmul lui Havel Hakimi care ne va spune daca se poate forma un graf din vectorul de grade
bool Graful_meu::havel_hakimi(int n, vector<int>&grade)
{
int suma = 0;
for(auto element : grade)
{
suma += element;
if(element > n - 1)
return false;
}
if(suma % 2)
return false;
while(all_of(grade.begin(), grade.end(), [](int i) {return i == 0;}) == false)
{
sort(grade.begin(), grade.end(), greater<int>());
int valoare_grad = grade[0];
grade.erase(grade.begin());
for(int i = 0 ; i < valoare_grad ; ++i)
{
--grade[i];
if(grade[i] < 0)
return false;
}
}
return true;
}
// algoritmul lui Prim implementat cu priority queue, va returna vectorul de tati si va calcula costul total pe parcursul adaugarii in APM
vector<int> Graful_meu::prim_algoritm(int &cost_total, int nod_start)
{
priority_queue<pereche, vector<pereche>, greater<pereche>> min_heap;
vector<int> cost(_noduri + 2, INFINIT);
vector<int> tata(_noduri + 2, NIL);
vector<bool> apartine_apm(_noduri + 2, false);
cost_total = 0;
min_heap.push({0, nod_start});
cost[nod_start] = 0;
while(!min_heap.empty())
{
int nod_curent = min_heap.top().second;
int cost_curent = min_heap.top().first;
min_heap.pop();
if(apartine_apm[nod_curent] == true)
continue;
cost_total += cost_curent;
apartine_apm[nod_curent] = true;
for(auto vecin : _lista_adiacenta[nod_curent])
{
int cost_vecin = vecin.cost;
int nod_vecin = vecin.destinatie;
if(apartine_apm[nod_vecin] == false and cost[nod_vecin] > cost_vecin)
{
cost[nod_vecin] = cost_vecin;
min_heap.push({cost_vecin, nod_vecin});
tata[nod_vecin] = nod_curent;
}
}
}
return tata;
}
// returneaza radacina arborelui in care se afla nodul din argument(nodul curent)
// VARIANTA OPTIMIZATA - legam toate nodurile pe parcursul recursiei de radacina arborelui din care fac parte, adica sa avem toate
// nodurile din arborele respectiv pe un nivel(inafara de radacina Obvious)
int Graful_meu::gaseste_radacina(int nod, vector<int>&tata)
{
if(nod == tata[nod])
return nod;
return tata[nod] = gaseste_radacina(tata[nod], tata);
}
//unim radacinile a doi arbori diferiti
void Graful_meu::reuniune_radacini(int nod1, int nod2, vector<int>&tata)
{
tata[nod1] = tata[nod2];
}
// metoda aplica algoritmul lui Kruskal si calculam costul_total si returnam lista de muchii a arborelui partial de cost minim
vector<pereche> Graful_meu::kruskal_algoritm(int &cost_total)
{
vector<int>tata(_noduri + 2);
vector<pair<int, pereche>>lista_muchii;
vector<pereche>apm;
cost_total = 0;
for (int i = 1 ; i <= _noduri ; ++i)
tata[i] = i;
for(int i = 1 ; i <= _noduri ; ++i)
for(auto element : _lista_adiacenta[i])
lista_muchii.push_back({element.cost, {i, element.destinatie}});
sort(lista_muchii.begin(), lista_muchii.end());
for(auto muchie : lista_muchii)
{
int componenta_x = gaseste_radacina(muchie.second.first, tata);
int componenta_y = gaseste_radacina(muchie.second.second, tata);
if(componenta_x != componenta_y)
{
apm.push_back(muchie.second);
reuniune_radacini(componenta_x, componenta_y, tata);
cost_total += muchie.first;
}
}
return apm;
}
// algoritmul lui Dijkstra implementat cu priority queue(heap de minim), va returna vectorul de distante minime
// pentru optimizare (de la 90p la 100p) verificam daca am bagat un nod deja in heap ca sa nu il avem de mai multe ori in heap
// deoarece pentru teste foarte mari este costisitor sa verificam de mai multe ori pentru acelasi nod din heap
// (accesare listei de vecini al aceluiasi nod ar fi redundanta)
vector<int> Graful_meu::dijkstra_algoritm(int nod_start)
{
priority_queue<pereche, vector<pereche>, greater<pereche>> min_heap;
vector<int> dist_minima(_noduri + 2, INFINIT);
vector<bool>apartine_min_heap(_noduri + 2, false);
min_heap.push({0, nod_start});
dist_minima[nod_start] = 0;
while(!min_heap.empty())
{
int nod_curent = min_heap.top().second;
// int distanta_curent = min_heap.top().first;
min_heap.pop();
if(apartine_min_heap[nod_curent] == true)
continue;
apartine_min_heap[nod_curent] = true;
for(auto vecin : _lista_adiacenta[nod_curent])
{
int distanta_vecin = vecin.cost;
int nod_vecin = vecin.destinatie;
if(dist_minima[nod_vecin] > dist_minima[nod_curent] + distanta_vecin)
{
dist_minima[nod_vecin] = dist_minima[nod_curent] + distanta_vecin;
min_heap.push({dist_minima[nod_vecin], nod_vecin});
}
}
}
for(int i = 1 ; i <= _noduri ; ++i)
if(dist_minima[i] == INFINIT)
dist_minima[i] = 0;
return dist_minima;
}
// algoritmul lui BellMan-Ford care ne va intoarce vectorul de distante, ne vom folosi de un priority queue(heap de minim)
// daca avem un ciclu negativ (adica daca vom avea mai mult de ((n-1) * m) iteratii, idee discutata la curs) vom afisa un mesaj corespunzator
// si vom intoarce un vector gol in acest caz
// am folosit conversia la long long, deoarece produsul ajunge in jur de 10^10
// solutia fara vectorul "ruta_mai_buna" ne ofera 85p (pica un test pe infoarena)
// acest vector de bool ne va ajuta sa nu retinem in heap de mai multe ori acelasi nod (idee aplicata la cateva probleme de mai sus)
vector<int> Graful_meu::bellmanford_algoritm(int nod_start)
{
long long numar_iteratii = 0;
vector<int>dist_minima(_noduri + 2, INFINIT);
priority_queue<pereche, vector<pereche>, greater<pereche>> min_heap;
vector<bool>ruta_mai_buna(_noduri + 2, false); // acest vector ne ajuta sa avem o complexitate mai buna
min_heap.push({0, nod_start});
dist_minima[nod_start] = 0;
while(!min_heap.empty())
{
if(numar_iteratii > (long long) (_noduri - 1) * _muchii) // ciclu negativ maxim aprox 12,5 * 10^9
return vector<int>();
int nod_curent = min_heap.top().second;
min_heap.pop();
ruta_mai_buna[nod_curent] = false;
for(auto vecin : _lista_adiacenta[nod_curent])
{
int distanta_vecin = vecin.cost;
int nod_vecin = vecin.destinatie;
if(dist_minima[nod_vecin] > dist_minima[nod_curent] + distanta_vecin)
{
dist_minima[nod_vecin] = dist_minima[nod_curent] + distanta_vecin;
if(ruta_mai_buna[nod_vecin] == false)
{
min_heap.push({dist_minima[nod_vecin], nod_vecin});
ruta_mai_buna[nod_vecin] = true;
}
}
}
++numar_iteratii;
}
return dist_minima;
}
// algoritmul lui Roy-Floyd returneaza matricea drumurilor (matrice_ponderi[x][y] -> drumul minim de la x la y)
vector<vector<long long>> Graful_meu::roy_floyd_algoritm(vector<vector<long long>>&mat)
{
vector<vector<long long>>matrice_ponderi(_noduri + 2, vector<long long>());
matrice_ponderi = mat;
for(int k = 1; k <= _noduri; ++k)
for(int i = 1; i <= _noduri; ++i)
for(int j = 1; j <= _noduri; ++j)
matrice_ponderi[i][j] = min(matrice_ponderi[i][j], matrice_ponderi[i][k] + matrice_ponderi[k][j]);
for(int i = 1; i <= _noduri; ++i)
for(int j = 1; j <= _noduri; ++j)
if((matrice_ponderi[i][j] == INFINIT) or (i == j))
matrice_ponderi[i][j] = 0;
return matrice_ponderi;
}
// aceasta metoda determina frunza cea mai indepartata de nodul 1 cu un BFS, iar apoi mai facem un BFS din cea mai indepartata frunza pentru
// a determina frunza cea mai indepartata de "noua radacina"
int Graful_meu::diametru_arbore()
{
int diametru_maxim, index_max_el;
vector<int> drumuri_minime_bfs_1 = bfs(1);
index_max_el = max_element(drumuri_minime_bfs_1.begin(), drumuri_minime_bfs_1.end()) - drumuri_minime_bfs_1.begin();
vector<int> drumuri_minime_bfs_2 = bfs(index_max_el);
diametru_maxim = *max_element(drumuri_minime_bfs_2.begin(), drumuri_minime_bfs_2.end()) + 1;
return diametru_maxim;
}
// acest BFS determina un lant nesaturat prin vectorul de tati si returneaza fluxul maxim prin acest lant
// metoda nu duce pana la final tot BFS-ul, ci se opreste cand a gasit un lant nesat
int Graful_meu::bfs_edmonds_karp_algoritm(int sursa, int destinatie, vector<int> &tata, vector<vector<int>>&capacitate_reziduala, vector<vector<int>>&adj)
{
tata.clear();
tata.resize(_noduri + 2, NIL);
tata[sursa] = 0;
queue<pereche>coada_nod_si_flux;
coada_nod_si_flux.push({sursa, INFINIT});
while(!coada_nod_si_flux.empty())
{
int nod_curent = coada_nod_si_flux.front().first;
int flux = coada_nod_si_flux.front().second;
coada_nod_si_flux.pop();
for(auto vecin : adj[nod_curent])
{
if(tata[vecin] == -1 and capacitate_reziduala[nod_curent][vecin])
{
tata[vecin] = nod_curent;
int flux_nou = min(flux, capacitate_reziduala[nod_curent][vecin]);
if(vecin == destinatie)
return flux_nou;
coada_nod_si_flux.push({vecin, flux_nou});
}
}
}
return 0;
}
// metoda returneaza fluxul total si , in acelasi timp, actualizeaza capacitatea reziduala a intregii retele acolo unde este necesar
int Graful_meu::flux_maxim_edmonds_karp_algoritm(int sursa, int destinatie)
{
int flux_total = 0;
vector<int> tata;
int flux_nou;
vector<vector<int>>capacitate_reziduala(_noduri + 2, vector<int>(_noduri + 2));
vector<vector<int>>adj(_noduri + 2);
for(int nod = 1; nod <= _noduri; ++nod)
for(auto vecin : _lista_adiacenta[nod])
capacitate_reziduala[nod][vecin.destinatie] = vecin.cost;
for(int nod = 1; nod <= _noduri; ++nod)
for(auto vecin : _lista_adiacenta[nod])
{
adj[nod].push_back(vecin.destinatie);
adj[vecin.destinatie].push_back(nod);
}
while((flux_nou = bfs_edmonds_karp_algoritm(sursa, destinatie, tata, capacitate_reziduala, adj)))
{
flux_total += flux_nou;
int nod_curent = destinatie;
while(nod_curent != sursa)
{
int nod_anterior = tata[nod_curent];
capacitate_reziduala[nod_anterior][nod_curent] -= flux_nou;
capacitate_reziduala[nod_curent][nod_anterior] += flux_nou;
nod_curent = nod_anterior;
}
}
return flux_total;
}
// --------------------------------------------- FUNCTII HELPER AFISARE -------------------------------------------------
void dfs_componente_conexe_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii;
fin >> noduri >> muchii;
Graful_meu g(noduri, muchii, false);
g.citire_graf(fin);
gout << g.componente_conexe();
fin.close(); gout.close();
}
void bfs_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii, nod_start;
fin >> noduri >> muchii >> nod_start;
Graful_meu g(noduri, muchii, true);
g.citire_graf(fin);
vector<int>drumuri_minime = g.bfs(nod_start);
for(int i = 1; i <= noduri; ++i)
gout << drumuri_minime[i] << " ";
fin.close(); gout.close();
}
void componente_biconexe_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii;
fin >> noduri >> muchii;
Graful_meu g(noduri, muchii, false);
g.citire_graf(fin);
vector<vector<int>>toate_componentele_biconexe = g.componente_biconexe();
gout << toate_componentele_biconexe.size() << '\n';
for(auto &componenta_biconexa : toate_componentele_biconexe)
{
for(auto element : componenta_biconexa)
gout << element << " ";
gout << '\n';
}
fin.close(); gout.close();
}
void componente_tare_conexe_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii;
fin >> noduri >> muchii;
Graful_meu g(noduri, muchii, true);
g.citire_graf(fin);
vector<vector<int>>toate_componentele_tare_conexe = g.componente_tare_conexe();
gout << toate_componentele_tare_conexe.size() << '\n';
for(auto &componenta_tare_conexa: toate_componentele_tare_conexe)
{
for(auto element : componenta_tare_conexa)
gout << element << " ";
gout << '\n';
}
fin.close(); gout.close();
}
void muchii_critice_helper()
{
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii;
cin >> noduri >> muchii;
Graful_meu g(noduri, muchii, false);
g.citire_graf(cin);
vector<vector<int>>toate_muchiile_critice = g.muchii_critice();
cout << toate_muchiile_critice.size() << '\n';
for(auto &muchie_critica : toate_muchiile_critice)
{
for(auto element : muchie_critica)
cout << element << " ";
cout << '\n';
}
}
void sortare_topologica_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii;
fin >> noduri >> muchii;
Graful_meu g(noduri, muchii, true);
g.citire_graf(fin);
vector<int>ordine_topologica = g.sortare_topologica();
for(auto nod : ordine_topologica)
gout << nod << " ";
fin.close(); gout.close();
}
void havel_hakimi_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
int n;
fin >> n;
Graful_meu g(n);
vector<int>grade(n + 2);
for(int i = 0; i < n; ++i)
fin >> grade[i];
bool formare_graf = g.havel_hakimi(n, grade);
if(formare_graf)
gout << "Se poate forma graful!";
else
gout << "Nu se poate forma graful!";
fin.close(); gout.close();
}
void prim_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii, cost_total, nod_start;
fin >> noduri >> muchii;
Graful_meu g(noduri, muchii, false, true);
g.citire_graf(fin);
nod_start = 1;
vector<int>tata = g.prim_algoritm(cost_total, nod_start);
gout << cost_total << '\n' << noduri - 1 << '\n';
for(int i = 1; i <= noduri; ++i)
if(i != nod_start)
gout << i << " " << tata[i] << '\n';
fin.close(); gout.close();
}
// daca ni se da operatie de tip 1 - unim arborii (stim din cerinta ca cele doua noduri nu vor fi din acelasi arbore)
// tip 2 - afisam "DA" daca fac parte din acelasi arbore, else "NU" daca sunt din arbori diferiti
void paduri_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii;
fin >> noduri >> muchii;
vector<int>tata(noduri + 2);
for (int i = 1; i <= noduri; ++i)
tata[i] = i;
for (int i = 1; i <= muchii; ++i)
{
int operatie, x, y;
fin >> operatie >> x >> y;
int rad_de_x = Graful_meu::gaseste_radacina(y, tata);
int rad_de_y = Graful_meu::gaseste_radacina(x, tata);
if(operatie == 1)
Graful_meu::reuniune_radacini(rad_de_x, rad_de_y, tata);
else
if(rad_de_x == rad_de_y)
gout << "DA" << '\n';
else
gout << "NU" << '\n';
}
fin.close(); gout.close();
}
void kruskal_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii, cost_total;
fin >> noduri >> muchii;
Graful_meu g(noduri, muchii, false, true);
g.citire_graf(fin);
vector<pereche>apm = g.kruskal_algoritm(cost_total);
gout << cost_total << '\n' << noduri - 1 << '\n';
for(auto muchie : apm)
gout << muchie.first << " " << muchie.second << '\n';
fin.close(); gout.close();
}
void dijkstra_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii, nod_start;
fin >> noduri >> muchii;
Graful_meu g(noduri, muchii, true, true);
g.citire_graf(fin);
nod_start = 1;
vector<int> distante_minime = g.dijkstra_algoritm(nod_start);
for(int i = 1; i <= noduri; ++i)
if(i != nod_start)
gout << distante_minime[i] << " ";
fin.close(); gout.close();
}
void bellman_ford_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii, nod_start;
fin >> noduri >> muchii;
Graful_meu g(noduri, muchii, true, true);
g.citire_graf(fin);
nod_start = 1;
vector<int> distante_minime = g.bellmanford_algoritm(nod_start);
if(distante_minime != vector<int>())
{
for(int i = 1; i <= noduri; ++i)
if(i != nod_start)
gout << distante_minime[i] << " ";
}
else
gout << "Ciclu negativ\n!";
fin.close(); gout.close();
}
void roy_floyd_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
int noduri;
fin >> noduri;
Graful_meu g(noduri);
vector<vector<long long>>mat(noduri + 2, vector<long long>());
for(int i = 1; i <= noduri; ++i)
for(int j = 1; j <= noduri; ++j)
{
fin >> mat[i][j];
if(mat[i][j] == 0)
mat[i][j] = INFINIT;
}
vector<vector<long long>> matrice_drumuri_minime = g.roy_floyd_algoritm(mat);
for(int l = 1; l <= noduri; ++l)
{
for(int t = 1; t <= noduri; ++t)
gout << matrice_drumuri_minime[l][t] << " ";
gout << '\n';
}
fin.close(); gout.close();
}
void diametru_arbore_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
int noduri;
fin >> noduri;
Graful_meu g(noduri, noduri - 1);
g.citire_graf(fin);
gout << g.diametru_arbore();
fin.close(); gout.close();
}
void flux_maxim_helper(string fisier_intrare, string fisier_iesire)
{
ifstream fin(fisier_intrare);
ofstream gout(fisier_iesire);
//citire numar de noduri si numar de muchii
int noduri, muchii;
fin >> noduri >> muchii;
Graful_meu g(noduri, muchii, true, true);
g.citire_graf(fin);
gout << g.flux_maxim_edmonds_karp_algoritm(1, noduri);
fin.close(); gout.close();
}
int main()
{
// dfs_componente_conexe_helper("dfs.in", "dfs.out");
// bfs_helper("bfs.in", "bfs.out");
// componente_biconexe_helper("biconex.in", "biconex.out");
// componente_tare_conexe_helper("ctc.in", "ctc.out");
// muchii_critice_helper();
// sortare_topologica_helper("sortaret.in", "sortaret.out");
// havel_hakimi_helper("date.in", "date.out");
// prim_helper("apm.in", "apm.out");
// paduri_helper("disjoint.in", "disjoint.out");
// kruskal_helper("apm.in", "apm.out");
// dijkstra_helper("dijkstra.in", "dijkstra.out");
// bellman_ford_helper("bellmanford.in", "bellmanford.out");
// roy_floyd_helper("royfloyd.in", "royfloyd.out");
// diametru_arbore_helper("darb.in", "darb.out");
flux_maxim_helper("maxflow.in", "maxflow.out");
return 0;
}