문제
이번 가을학기에 '문제 해결' 강의를 신청한 학생들은 텀 프로젝트를 수행해야 한다. 프로젝트 팀원 수에는 제한이 없다. 심지어 모든 학생들이 동일한 팀의 팀원인 경우와 같이 한 팀만 있을 수도 있다. 프로젝트 팀을 구성하기 위해, 모든 학생들은 프로젝트를 함께하고 싶은 학생을 선택해야 한다. (단, 단 한 명만 선택할 수 있다.) 혼자 하고 싶어하는 학생은 자기 자신을 선택하는 것도 가능하다.
학생들이(s1, s2, ..., sr)이라 할 때, r=1이고 s1이 s1을 선택하는 경우나, s1이 s2를 선택하고, s2가 s3를 선택하고,..., sr-1이 sr을 선택하고, sr이 s1을 선택하는 경우에만 한 팀이 될 수 있다.
예를 들어, 한 반에 7명의 학생이 있다고 하자. 학생들을 1번부터 7번으로 표현할 때, 선택의 결과는 다음과 같다.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 1 | 3 | 7 | 3 | 4 | 6 |
위의 결과를 통해 (3)과 (4, 7, 6)이 팀을 이룰 수 있다. 1, 2, 5는 어느 팀에도 속하지 않는다.
주어진 선택의 결과를 보고 어느 프로젝트 팀에도 속하지 않는 학생들의 수를 계산하는 프로그램을 작성하라.
입력
첫째 줄에 테스트 케이스의 개수 T가 주어진다. 각 테스트 케이스의 첫 줄에는 학생의 수가 정수 n (2 ≤ n ≤ 100,000)으로 주어진다. 각 테스트 케이스의 둘째 줄에는 선택된 학생들의 번호가 주어진다. (모든 학생들은 1부터 n까지 번호가 부여된다.)
출력
각 테스트 케이스마다 한 줄에 출력하고, 각 줄에는 프로젝트 팀에 속하지 못한 학생들의 수를 나타내면 된다.
풀이
각 학생이 정확히 한 명만 가리키므로 그래프는 함수형 그래프 구조가 된다. 팀이 되는 경우는 결국 사이클에 속한 학생들뿐이므로, 각 탐색에서 사이클이 어디서 시작되는지만 잘 찾으면 된다.
코드에서는 방문 상태를 구분하면서 DFS를 돌리고, 현재 탐색 경로 안에서 다시 만난 정점이 있으면 그 구간이 하나의 팀이다. 이미 처리된 정점으로 들어가면 새로운 팀은 생기지 않는다.
일반 그래프의 SCC보다 함수형 그래프 사이클 검출에 가깝다.
코드
import java.io.*;
import java.util.*;
public class Main {
static int N, ans;
static int[] graph;
static boolean[] visited, selected;
public static void main(String[] args) throws IOException {
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
StringBuilder sb = new StringBuilder();
int T = Integer.parseInt(br.readLine());
while (T-- > 0) {
N = Integer.parseInt(br.readLine());
graph = new int[N + 1];
visited = new boolean[N + 1];
selected = new boolean[N + 1];
StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
for (int i = 1; i <= N; i++)
graph[i] = Integer.parseInt(st.nextToken());
ans = 0;
for (int i = 1; i <= N; i++)
if(!visited[i]) solve(i);
sb.append(N - ans).append('\n');
}
System.out.println(sb);
}
static void solve(int cur) {
visited[cur] = true;
int next = graph[cur];
if (!visited[next])
solve(next);
else if (!selected[next]) {
for (int i = next; i != cur; i = graph[i])
ans++;
ans++;
}
selected[cur] = true;
}
}복잡도
- 시간 복잡도:
- 공간 복잡도:
마무리
각 학생이 한 명만 고른다는 점 때문에 그래프 구조가 훨씬 단순해진다. 결국 팀은 사이클에 들어간 학생들뿐이라는 사실을 이용하는 문제다.
