백준 1647 도시 분할 계획 c++ (MST)

문제 출처 : https://www.acmicpc.net/problem/1647

1647번: 도시 분할 계획

문제

동물원에서 막 탈출한 원숭이 한 마리가 세상구경을 하고 있다. 그러다가 평화로운 마을에 가게 되었는데, 그곳에서는 알 수 없는 일이 벌어지고 있었다.

마을은 N개의 집과 그 집들을 연결하는 M개의 길로 이루어져 있다. 길은 어느 방향으로든지 다닐 수 있는 편리한 길이다. 그리고 각 길마다 길을 유지하는데 드는 유지비가 있다.

마을의 이장은 마을을 두 개의 분리된 마을로 분할할 계획을 가지고 있다. 마을이 너무 커서 혼자서는 관리할 수 없기 때문이다. 마을을 분할할 때는 각 분리된 마을 안에 집들이 서로 연결되도록 분할해야 한다. 각 분리된 마을 안에 있는 임의의 두 집 사이에 경로가 항상 존재해야 한다는 뜻이다. 마을에는 집이 하나 이상 있어야 한다.

그렇게 마을의 이장은 계획을 세우다가 마을 안에 길이 너무 많다는 생각을 하게 되었다. 일단 분리된 두 마을 사이에 있는 길들은 필요가 없으므로 없앨 수 있다. 그리고 각 분리된 마을 안에서도 임의의 두 집 사이에 경로가 항상 존재하게 하면서 길을 더 없앨 수 있다. 마을의 이장은 위 조건을 만족하도록 길들을 모두 없애고 나머지 길의 유지비의 합을 최소로 하고 싶다. 이것을 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 집의 개수 N, 길의 개수 M이 주어진다. N은 2이상 100,000이하인 정수이고, M은 1이상 1,000,000이하인 정수이다. 그 다음 줄부터 M줄에 걸쳐 길의 정보가 A B C 세 개의 정수로 주어지는데 A번 집과 B번 집을 연결하는 길의 유지비가 C (1 ≤ C ≤ 1,000)라는 뜻이다.

출력

첫째 줄에 없애고 남은 길 유지비의 합의 최솟값을 출력한다.

알고리즘 분류

• 그래프 이론
• 최소 스패닝 트리

풀이

이 문제 또한, MST(최소 신장 트리)를 구하는 크루스칼, 프림 알고리즘으로 풀어야 한다.

위 두 알고리즘의 기본만 알면 풀 수 있는데,  문제에서 마을을 두 마을로 분리해야 하고, 마을엔 집이 최소 하나 이상은 있어야 한다는 조건 때문에, 최소 신장 트리를 구하고, 최소 신장 트리 내에 가장 유지비가 큰 간선을 제거하면 된다!

 

코드(크루스칼)

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;


int n, m;
int parent[100001];
int result;
int getParent(int num) {
	if (num == parent[num]) return num;
	return parent[num] = getParent(parent[num]);

}
void unionParent(int a, int b) {
	a = getParent(a);
	b = getParent(b);

	if (a != b) {
		parent[a]= b;
	}
}
bool findParent(int a, int b) {
	a = getParent(a);
	b = getParent(b);
	if (a == b) {
		return true;
	}
	else {
		return false;
	}
}

int main() {
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(0);
	cout.tie(0);

	cin >> n >> m;
	vector<pair<int, pair<int, int>>> edge(m);
	for (int i = 0; i < m; i++) {
		int cost, a, b;
		cin >> a >> b >> cost;
		edge[i] = { cost,{a,b} };
	}
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		parent[i] = i;
	}
	sort(edge.begin(), edge.end());

	int maxCost = 0;
	for (int i = 0; i < m; i++) {
		int cost = edge[i].first;
		int a = edge[i].second.first;
		int b = edge[i].second.second;
		if (!findParent(a, b)) {
			maxCost = max(maxCost, cost);
			result += cost;
			unionParent(a, b);
		}
	}
	cout << result-maxCost;

	return 0;
}

코드(프림)

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>

using namespace std;

//2<=n<=100000
//1<=m<=1000000
//<=가중치 <=1000
int n, m;
vector<pair<int,int>> edge[100001];
bool visited[100001];

int prim() {
	priority_queue <pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int >>> pq;
	int result=0;
	int maxCost = 0;
	pq.push( { 0,1 });

	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		while (!pq.empty() &&visited[pq.top().second]) {
			pq.pop();
		}
		int next = pq.top().second;
		int minCost = pq.top().first;
		maxCost = max(maxCost, minCost);
		visited[next] = true;
		result += minCost;
		for (auto o : edge[next]) {
			pq.push({ o.second,o.first });
		}
	}
	return result-maxCost;
}
int main() {
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(0);
	cout.tie(0);

	cin >> n >> m;
	
	for (int i = 0; i < m; i++) {
		int from, to, cost;
		cin >> from >> to >> cost;
		edge[from].push_back({ to ,cost });
		edge[to].push_back({ from,cost });
	}	

	cout << prim();
	


	return 0;
}