题目来源:DSA Mastery 6.3。本题为根据课程知识点设计的独立练习,输入输出和数据范围由本 Lab 定义。
学习目标
前置知识
先阅读 6.3 图的遍历与连通性。环境需要 Node.js、pnpm 和支持 C++17 的编译器;Make 可选,可用下方 pnpm 命令替代。
题目
给定简单无向图,统计所有连通分量的大小。大小指其中不同顶点的数量,不是边数。按非增序输出各分量大小,相同大小需分别保留。
输入格式
第一行 n m,随后 m 行无向边 u v。
数据范围
1 <= n <= 100000,0 <= m <= 200000,顶点编号 0..n-1;无自环重边。
输入为单组有效数据,所有整数和命令按空白分隔。自动评分不包含非法编号、非法命令或违反上述限制的图,不需要额外输出输入校验提示。
输出格式
第一行分量数 k;第二行 k 个分量大小,按非增序排列。
只向标准输出写入答案;调试信息写入标准错误。按题面规定分行,评分按空白分隔的 token 比较。
样例
样例输入
8 5
0 1
2 3
3 4
4 5
6 7样例输出
3
4 2 2各分量大小为 2、4、2,降序后输出 4 2 2,保留两个大小为 2 的分量。
实现任务
修改本题目录中的 student/main.cpp,完成 TODO 标记的算法。输入输出骨架可以保留,完整参考实现单独位于 solution/main.cpp。
- 每次新分量遍历时重置本次计数,只统计首次访问的顶点。
- 收集全部大小并排序,验证大小总和为 n。
正常、边界与错误情况
- 正常情况:按题目定义处理全部输入,输出与输入边的排列顺序无关。
- 全是孤立点:输出 n 个 1。
- 同样大小的多个分量:保留每一个。
- 一个分量:第二行只有 n。
- 常见错误:有环时不能在每次遇到顶点就累加;相同大小不能去重。
- 非法输入不在评分范围;不要在标准输出中添加提示词、调试标记或额外解释。
运行与评分
在本 Lab 目录执行:
make doctor
make run
make run CASE=001-sample
make score未安装 Make 时,在仓库根目录执行:
pnpm lab:doctor -- labs/chapter-06/exercise/E-06-16-component-size-statistics
pnpm lab:run -- labs/chapter-06/exercise/E-06-16-component-size-statistics
pnpm lab:run -- labs/chapter-06/exercise/E-06-16-component-size-statistics --case 001-sample
pnpm lab:score -- labs/chapter-06/exercise/E-06-16-component-size-statistics本题有 20 组测试,每组 5 分,总分 100。起始代码可以编译,但尚未实现完整算法;满分需补齐 TODO。作者检查参考解、骨架与预期输出可使用 pnpm lab:verify -- labs/chapter-06/exercise/E-06-16-component-size-statistics。
正确性说明
完整遍历把顶点集划分为不重叠的可达集合,每个顶点只在所属分量中计数一次,所以所有大小之和为 n。排序只重新排列各大小,不改变分量数量或重复大小的重数。
复杂度分析
时间 O(n+m+k log(k+1)),空间 O(n+m),k 为分量数。
完成清单
思考与复盘
- 为什么边数不能唯一决定分量大小?
- 如果只需要最大分量大小,哪些步骤和空间可以省略?