“六度空间”理论又称作“六度分隔(Six Degrees of Separation)”理论。这个理论可以通俗地阐述为:“你和任何一个陌生人之间所间隔的人不会超过六个,也就是说,最多通过五个人你就能够认识任何一个陌生人。”如图1所示。

06-图3 六度空间
图1 “六度空间”理论虽然得到广泛的认同,并且正在得到越来越多的应用。但是数十年来,试图验证这个理论始终是许多社会学家努力追求的目标。然而由于历史的原因,这样的研究具有太大的局限性和困难。随着当代人的联络主要依赖于电话、短信、微信以及因特网上即时通信等工具,能够体现社交网络关系的一手数据已经逐渐使得“六度空间”理论的验证成为可能。

假如给你一个社交网络图,请你对每个节点计算符合“六度空间”理论的结点占结点总数的百分比。

输入格式:

输入第1行给出两个正整数,分别表示社交网络图的结点数N(1<N≤10410​^4
,表示人数)、边数M(≤33×N,表示社交关系数)。随后的M行对应M条边,每行给出一对正整数,分别是该条边直接连通的两个结点的编号(节点从1到N编号)。

输出格式:

对每个结点输出与该结点距离不超过6的结点数占结点总数的百分比,精确到小数点后2位。每个结节点输出一行,格式为“结点编号:(空格)百分比%”。

输入样例:

10 9
1 2
2 3
3 4
4 5
5 6
6 7
7 8
8 9
9 10

输出样例:

1: 70.00%
2: 80.00%
3: 90.00%
4: 100.00%
5: 100.00%
6: 100.00%
7: 100.00%
8: 90.00%
9: 80.00%
10: 70.00%

解题思路

顶点数达到10410^4个,考虑用邻接表实现。
寻找与与该节点距离距离不超过6的节点,很容易想到BFS
难点在于节点与该点间隔层数的计算
解法一:用tail临时标记当前遍历的最后一个节点,last记录该层的最后一个节点,如果当前处理完毕的节点为last,则该层已处理完毕,下一个要处理的节点为下一层的节点,此时tail标志下一层的最后一个节点,令last=tail,层数level+1。

#include<iostream>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;
vector<vector<int>> Adj; //邻接表 
vector<bool> inq; //节点是入队
int BFS(int v){
	inq[v] = true;
	queue<int> q;
	q.push(v);
	int count = 1,level = 0; //初始化距离不超过6的结点数和层数 
	int tail,last = v; //tail为每层最后一个节点的临时标志,tail为每层最后一个节点,初始化0层的最后一个节点为v 
	while(!q.empty()){
		int tmp = q.front();
		q.pop();
		for(int i = 0; i < Adj[tmp].size(); i++){//遍历所有邻接点 
			int w = Adj[tmp][i]; 
			if(!inq[w]){//未被访问
				q.push(w); //邻接点入队
				count++;
				inq[w] = true; //标记已访问 
				tail = w; //最后一个节点的临时标志 
			} 
		}
		if(tmp == last){ //当前访问完毕的节点为该层最后一个节点,则level+1,此时下一层的节点已全入队,更新last
			level++;
			last = tail;
		}
		if(level == 6) break;
	}
	return count;
}
int main()
{
	int n,m,x,y;
	cin>>n>>m;
	Adj.resize(n+1);
	inq.resize(n+1);
	for(int i = 0; i < m; i++){//建立边
		cin>>x>>y;
		Adj[x].push_back(y); 
		Adj[y].push_back(x); 
	}
	int count;
	for(int i = 1; i <= n; i++){
		inq.assign(n+1,false); //设置未被访问
		count = BFS(i);
		printf("%d: %.2f%\n",i,((double)count/n)*100); 
	}
	return 0;	
}  

解法二:用结构体存储编号和相应层数,则每个相邻节点的层数为当前节点层数+1.

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;
struct Node{
	int id,layer;
};
vector<vector<int>> Adj; 
vector<bool> inq;
int BFS(Node tnode){
	queue<Node> q;
	q.push(tnode); //入队 
	inq[tnode.id] = true; //设置已入队
	int count = 1;
	while(!q.empty()){
		Node top = q.front();
		q.pop();
		for(int i = 0; i < Adj[top.id].size(); i++){
			int nextId = Adj[top.id][i];
			if(!inq[nextId] && top.layer < 6){
				Node next = {nextId, top.layer + 1};
				q.push(next);
				inq[nextId] = true; //设置已入队
				count++; 
			}
		}
	}
	return count;
}
int main(){
	int n,m,x,y;
	cin>>n>>m;
	Adj.resize(n+1);
	inq.resize(n+1);
	for(int i = 0; i < m; i++){
		cin>>x>>y;
		Adj[x].push_back(y);
		Adj[y].push_back(x);
	}
	int count;
	for(int i = 1; i <= n; i++){
		inq.assign(n+1,false);
		Node tnode = {i, 0}; //初始化节点的层数为0 
		count = BFS(tnode);
		printf("%d: %.2f%\n",i,((double)count/n)*100); 
	}
}

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