继续刷 CSP-S 2022 真题。这题考点是广度优先搜索,先把题意吃透。
题目来源:ACGO A50000 | 洛谷 P8817
难度定位:提高+/省选- | 通过率:40.39%
一、题目信息
题目名称:假期计划
所属赛事:2022 年 CSP-S 组复赛
官方难度:提高+/省选-
涉及知识点:广度优先搜索
题目链接:https://www.acgo.cn/problemset/info/50000
洛谷编号:P8817(同一道题,两个平台均可提交,代码通用)
坑点(无数人 WA 的核心)
- 记得标记已访问,否则会死循环或重复计数
- 递归深度大时考虑改成显式栈或迭代写法
- 高难度题的暴力分很关键,先写一版能过的部分分再想正解
题意简述
先把题目翻译成人话:
小熊的地图上有 n 个点,其中编号为 1 的是它的家、编号为 2, 3, …, n 的都是景点。部分点对之间有双向直达的公交线路。如果点 x 与 z_1、z_1 与 z_2、……、zk ₋ ₁与 z_k、z_k 与 y 之间均有直达的线路,那么我们称 x 与 y 之间的行程可转车 k 次通达;特别地,如果点 x 与 y 之间有直达的线路,则称可转车 0 次通达。
很快就要放假了,小熊计划从家出发去 4 个不同的景点游玩,完成 5 段行程后回家:家 → 景点 A → 景点 B → 景点 C → 景点 D → 家且每段行程最多转车 k 次。转车时经过的点没有任何限制,既可以是家、也可以是景点,还可以重复经过相同的点。例如,在景点 A → 景点 B 的这段行程中,转车时经过的点可以是家、也可以是景点 C,还可以是景点 D → 家这段行程转车时经过的点。
假设每个景点都有一个分数,请帮小熊规划一个行程,使得小熊访问的四个不同景点的分数之和最大。
前置知识
在动笔之前,把这题用到的知识铺垫一下,不熟悉的跟着看。
一条路走到黑再回头
DFS 适合枚举所有方案,BFS 适合求最少步数。搜索题一定要先想清楚剪枝,否则指数级复杂度会超时。
二、思路分析
CSP-S 2022 中难度为提高+/省选-,中场,先拿暴力分是合理的选择。
来推一下这题该怎么做。
这道「假期计划」属于搜索类问题。拿不到官方题解的题,我们把推导过程还原一遍,重点是让你能自己想出来。
第一步,读清目标。题目要我们求什么?是求一个数值、一个方案,还是判断可行性?目标不同,做法差别很大。
第二步,看数据范围。数据范围往往直接告诉你该用什么复杂度的算法,这一步比想算法更重要。
第三步,从小规模入手。先手算题目给的样例,把中间过程写下来,规律往往就在这个过程中浮现。
第四步,落到搜索的标准套路。确定方向后,把题目条件翻译成代码结构,再处理边界。
下面给出的是一份可在 ACGO 与洛谷两平台提交的参考实现,建议先自己写一遍,再回来对照。
三、完整代码
#include <cstdio> #include <vector> #include <queue> #include <algorithm> #include <cstring> using namespace std; // CSP-S 2022 假期计划 // n 个点,1 号为家,2..n 为景点,每个景点有权值 a[i]。边为双向直达线路。 // 「x 到 y 可转车 k 次通达」= 存在长度 <= k+1(边数)的路径。 // 求选 4 个互不相同的景点 A,B,C,D,使 家→A→B→C→D→家 每段都可转车 k 次通达, // 且四个景点权值之和最大,输出该最大值(若不存在合法方案输出 0)。 // // 思路: // ① 对每个点做一次「限制深度 = k+1」的 BFS,得到可达点集合。 // 由于 k 很小(本题 k <= 100,但点数大时 BFS 深度受限), // 更稳的通用做法是对每个点 BFS 到深度 k+1。 // ② 把「可达」关系当作有向图 G:u→v 当且仅当 v 可从 u 在 <=k+1 步内到达。 // ③ 枚举中间两点 B,C,则 A 必须是 1 可达、且 A→B 可达、A 与 B,C,D 不同; // D 必须是 1 可达、且 C→D 可达、D 与 A,B,C 不同。 // 于是对每个点 B 预处理「从 1 可达且能到 B 的点」中权值最大的前 3 个 // (保存 (值, 编号)),对每个点 C 同理预处理「从 C 可达且能到 1 的点」的前 3 个。 // 然后枚举 B、C 与各自前 3 候选的组合(3×3),判重后取最大和。 // ④ 这样避免了两两重复,复杂度为 BFS 的 O(n(n+m)) 与枚举的 O(n * 9)。 // // 说明:为通用起见,本文用「对每点 BFS 限制深度」的实现;当 k+1 较大时复杂度会上升, // 但正确性有保证,适合作为教学与样例验证代码。 const int MAXN = 2505; const int MAXM = 20005; int n, m, k; long long a[MAXN]; vector<int> adj[MAXN]; // good[i][j] : i 到 j 是否可在 <= k+1 步内到达 static bool good[MAXN][MAXN]; // BFS 从 s 出发,深度限制 lim,标记可达 static int distArr[MAXN]; void bfs(int s, int lim) { for (int i = 1; i <= n; ++i) distArr[i] = -1; queue<int> q; distArr[s] = 0; q.push(s); while (!q.empty()) { int u = q.front(); q.pop(); if (distArr[u] == lim) continue; for (size_t t = 0; t < adj[u].size(); ++t) { int v = adj[u][t]; if (distArr[v] == -1) { distArr[v] = distArr[u] + 1; q.push(v); } } } for (int v = 1; v <= n; ++v) good[s][v] = (distArr[v] != -1); } int main() { scanf("%d %d %d", &n, &m, &k); for (int i = 2; i <= n; ++i) scanf("%lld", &a[i]); a[1] = 0; for (int i = 0; i < m; ++i) { int u, v; scanf("%d %d", &u, &v); adj[u].push_back(v); adj[v].push_back(u); } int lim = k + 1; for (int s = 1; s <= n; ++s) bfs(s, lim); // preA[b] : (权值, 编号) 前 3 —— 满足 good[1][x] && good[x][b],x != 1 // preD[c] : 满足 good[c][x] && good[x][1],x != 1 static pair<long long, int> preA[MAXN][3]; static pair<long long, int> preD[MAXN][3]; for (int b = 1; b <= n; ++b) for (int t = 0; t < 3; ++t) preA[b][t] = make_pair(-1, 0); for (int c = 1; c <= n; ++c) for (int t = 0; t < 3; ++t) preD[c][t] = make_pair(-1, 0); for (int x = 2; x <= n; ++x) { if (!good[1][x]) continue; for (int b = 2; b <= n; ++b) { if (b == x) continue; if (good[x][b]) { // 插入 preA[b] pair<long long, int> cand(a[x], x); for (int t = 0; t < 3; ++t) { if (cand.first > preA[b][t].first) { for (int s = 2; s > t; --s) preA[b][s] = preA[b][s - 1]; preA[b][t] = cand; break; } } } } } for (int x = 2; x <= n; ++x) { if (!good[x][1]) continue; for (int c = 2; c <= n; ++c) { if (c == x) continue; if (good[c][x]) { pair<long long, int> cand(a[x], x); for (int t = 0; t < 3; ++t) { if (cand.first > preD[c][t].first) { for (int s = 2; s > t; --s) preD[c][s] = preD[c][s - 1]; preD[c][t] = cand; break; } } } } } long long ans = 0; for (int b = 2; b <= n; ++b) { // b 只需「可由 A 到达」,不要求家直接可达 for (int c = 2; c <= n; ++c) { if (c == b) continue; if (!good[b][c]) continue; // B 能到 C // 注意:回家的是 D,不是 C;C→家的可达性由 preD 的构造保证。 for (int i = 0; i < 3; ++i) { if (preA[b][i].second == 0) continue; int A = preA[b][i].second; if (A == b || A == c) continue; for (int j = 0; j < 3; ++j) { if (preD[c][j].second == 0) continue; int D = preD[c][j].second; if (D == b || D == c || D == A) continue; long long sum = a[A] + a[b] + a[c] + a[D]; if (sum > ans) ans = sum; } } } } printf("%lld\n", ans); return 0; }四、代码分段拆解
把代码拆成几块来看,逐块理解比整体啃更容易。
头文件与全局变量
先把用到的头文件和全局变量放上来。全局变量在竞赛里很常用,好处是函数之间共享方便,代价是要小心初始化和被意外改写。
#include <cstdio> #include <vector> #include <queue> #include <algorithm> #include <cstring>using namespace std; const int MAXN = 2505; const int MAXM = 20005; int n, m, k; long long a[MAXN]; vector<int> adj[MAXN]; int u = q.front(); q.pop(); int v = adj[u][t]; int main() { int u, v; scanf("%d %d", &u, &v); int lim = k + 1;主体逻辑
主体部分按顺序完成读入、计算、输出。main函数尽量保持线性,把复杂的逻辑拆成独立函数,出问题时更容易定位。
图的遍历
遍历时记录访问状态,避免重复访问或死循环。递归深度大时要留意栈空间。
五、实例模拟
拿真实样例跑一遍,看看逻辑对不对得上。
样例 1
输入:
8 8 1 9 7 1 8 2 3 6 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 1输出:
27样例 2
输入:
7 9 0 1 1 1 2 3 4 1 2 2 3 3 4 1 5 1 6 1 7 5 4 6 4 7 4输出:
7以第一组样例为例,输入是8 8 1、9 7 1 8 2 3 6、1 2、2 3、3 4、4 5、5 6、6 7、7 8、8 1,正确输出是27。建议把这两行数据抄在纸上,用上面的代码手动走一遍,重点看循环变量怎么变化、答案在哪一步被更新。能自己推出来的东西,比看懂代码印象深得多。
六、踩坑总结
复盘一下,这些点记住下次能省很多调试时间。
- 记得标记已访问,否则会死循环或重复计数
- 递归深度大时考虑改成显式栈或迭代写法
- 高难度题的暴力分很关键,先写一版能过的部分分再想正解
另外提醒一句:这题在 CSP-S 2022 里是提高+/省选-难度,考场上如果没有把握拿满分,先把暴力写法交上去拿到部分分,再回头优化。CSP 是打分制,空着不写才是最亏的。
七、知识点拓展
这题的核心是搜索。
搜索题的关键永远是剪枝。写完暴力后统计一下状态数,如果远超时限,就想办法在不影响正确性的前提下砍掉分支。
建议的练习路径:
- 先把本题独立写一遍,不看代码,遇到卡壳再看提示
- 换个平台提交(ACGO 和洛谷都试试),确保代码在两个平台都能过
- 找两到三道同类型的题练手,巩固这类问题的识别能力
八、适用人群
如果你是下面这几种情况,这题值得动手写一遍:
- 目标是 CSP-S 高分或省选的同学
- 想通过真题理解高难度题如何从暴力优化到正解的同学
- 想弄明白搜索类问题标准解法的同学
如果这篇对你有帮助,点个赞让更多备考的同学看到。
关于这个系列
这是「CSP 真题逐题精讲」的第 34 篇。我会按年份从 2019 一路刷到 2025,
CSP-J 和 CSP-S 全覆盖。每篇都给:双平台题号(ACGO + 洛谷)+ 逐行代码拆解 + 真实样例模拟。
跟着刷完这一套,CSP 第一轮的选择题和基础题基本就稳了。
下一篇:CSP-J 2023 小苹果(普及-)
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