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PAT 数据结构 06-图8. 关键活动(30)

本实验项目是实验项目6-06的深化。任务调度问题中,如果还给出了完成每个子任务需要的时间,则我们可以算出完成整个工程需要的最短时间。在这些子任务中,有些任务即使推迟几天完成,也不会影响全局的工期;但是有些任务必须准时完成,否则整个项目的工期就要因此延误,这种任务就叫“关键活动”。

请编写程序判定一个给定的工程项目的任务调度是否可行;如果该调度方案可行,则计算完成整个工程项目需要的最短时间,并输出所有的关键活动。

输入格式说明:

输入第1行给出两个正整数N(<=100)和M,其中N是任务交接点(即衔接相互依赖的两个子任务的节点,例如:若任务2要在任务1完成后才开始,则两任务之间必有一个交接点)的数量,交接点按1~N编号,M是子任务的数量,依次编号为1~M。随后M行,每行给出了3个正整数,分别是该任务开始和完成涉及的交接点编号以及该任务所需的时间,整数间用空格分隔。

输出格式说明:

如果任务调度不可行,则输出0;否则第1行输出完成整个工程项目需要的时间,第2行开始输出所有关键活动,每个关键活动占一行,按格式“V->W”输出,其中V和W为该任务开始和完成涉及的交接点编号。关键活动输出的顺序规则是:任务开始的交接点编号小者优先,起点编号相同时,与输入时任务的顺序相反。如下面测试用例2中,任务<5,7>先于任务<5,8>输入,而作为关键活动输出时则次序相反。

样例输入与输出:

序号 输入 输出
1
7 8
1 2 4
1 3 3
2 4 5
3 4 3
4 5 1
4 6 6
5 7 5
6 7 2
      
17
1->2
2->4
4->6
6->7
      
2
9 11
1 2 6
1 3 4
1 4 5
2 5 1
3 5 1
4 6 2
5 7 9
5 8 7
6 8 4
7 9 2
8 9 4
      
18
1->2
2->5
5->8
5->7
7->9
8->9
      
3
11 14
1 2 4
1 3 3
2 4 5
3 4 3
4 5 1
4 6 6
5 7 5
6 7 2
8 3 7
9 3 7
9 10 6
4 10 2
10 6 5
6 11 4
      
21
3->4
4->10
6->11
8->3
9->3
10->6
      
4
4 5
1 2 4
2 3 5
3 4 6
4 2 3
4 1 2
      

case3需要注意关键节点不一定是关键路径。

/*2015.7.17cyq*/
//关键路径
#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <fstream>
using namespace std;

const int MAX=2147483647;
//ifstream fin("case3.txt");
//#define cin fin

struct node{
	int early;		//最早可以开始的时间
	int late;		//最晚必须开始的时间
	int inDegree;	//入度
	int outDegree;  //出度
	vector<int> next;//后继结点
	vector<int> pre; //前驱结点
	node(int e,int l,int p,int n)://构造函数
		early(e),late(l),inDegree(0),outDegree(0){}
};

int main(){
	int N,M;
	cin>>N>>M;
	vector<vector<int> > edges(N+1,vector<int>(N+1,-1));
	vector<node> G(N+1,node(0,MAX,0,0));//early=0,late=MAX
	int a,b,c;
	while(M--){
		cin>>a>>b>>c;
		edges[a][b]=c;
		G[a].next.push_back(b);
		G[b].pre.push_back(a);
		G[b].inDegree++;	//后继结点入度加1
		G[a].outDegree++;	//前驱结点出度加1
	}

	//从前往后计算每个结点最早可以开始的时间
	queue<int> q;
	int count=0; //记录入队的点的个数,若最后不是N个,说明无解
	for(int i=1;i<=N;i++){
		if(G[i].inDegree==0){
			G[i].early=0;//开始时间为0
			q.push(i);	 //入度为0的结点进入队列
			count++;
		}
	}
	while(!q.empty()){
		int cur=q.front();//当前结点序号
		q.pop();
		//每个结点(*it)最早可以开始的时间受制于若干条前驱路径中
		//花费时间最长的一条,就是等你等得最久啊啊啊
		for(auto it=G[cur].next.begin();it!=G[cur].next.end();it++){
			if(G[cur].early+edges[cur][*it] > G[*it].early)
				G[*it].early=G[cur].early+edges[cur][*it];//更新
			if(--G[*it].inDegree==0){
				q.push(*it);
				count++;
			}	
		}
	}
	if(count!=N){
		cout<<0<<endl;
		return 0;
	}
	int completeTime=-1;//完成工程需要花费的总时间
	for(int i=1;i<=N;i++){
		if(G[i].early>completeTime)
			completeTime=G[i].early;
	}
	cout<<completeTime<<endl;
	//从后往前计算每个结点最晚必须开始的时间
	for(int i=1;i<=N;i++){
		if(G[i].outDegree==0){      //最后的结点,可能有多个
			G[i].late=completeTime; //最晚必须开始的时间
			q.push(i);
		}
	}
	while(!q.empty()){
		int cur=q.front();
		q.pop();
		//每个结点(*it)最晚必须开始的时间受制于若干条后继路径中
		//花费时间最长的一条,因为该路径把deadline往前推得越多
		for(auto it=G[cur].pre.begin();it!=G[cur].pre.end();it++){
			if(G[*it].late > G[cur].late-edges[*it][cur])
				G[*it].late = G[cur].late-edges[*it][cur];
			if(--G[*it].outDegree==0)
				q.push(*it);
		}
	}

	vector<int> result;//关键节点
	vector<bool> inResult(N+1,false);
	for(int i=1;i<=N;i++){
		if(G[i].early==G[i].late){
			result.push_back(i);
			inResult[i]=true;
		}
	}
	for(auto it=result.begin();it!=result.end();++it){
		for(auto itt=G[*it].next.rbegin();itt!=G[*it].next.rend();++itt){
			if(inResult[*itt]&&(edges[*it][*itt]==G[*itt].early-G[*it].early))//关键路径,加上后半句才能过case3
				cout<<*it<<"->"<<*itt<<endl;
		}
	}
	return 0;
}
           

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