From adba0bfac625dd2fe6eb57c27a9bb79d439e5d86 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: nihonium <nihonium@rape.lol>
Date: Fri, 8 Apr 2022 12:14:50 +0300
Subject: [PATCH] algo

---
 algo/first/application_select.c    |  79 +++++++++++++++++++
 algo/first/application_select.data |  15 ++++
 algo/first/dijkstra.c              | 120 +++++++++++++++++++++++++++++
 algo/first/dijkstra.data           |  10 +++
 algo/first/prim.c                  |  91 ++++++++++++++++++++++
 algo/first/prim.data               |   6 ++
 algo/first/topological.c           |  78 +++++++++++++++++++
 algo/first/topological.data        |   7 ++
 algo/first/warshall.c              |  51 ++++++++++++
 algo/first/warshall.data           |   9 +++
 10 files changed, 466 insertions(+)
 create mode 100644 algo/first/application_select.c
 create mode 100644 algo/first/application_select.data
 create mode 100644 algo/first/dijkstra.c
 create mode 100644 algo/first/dijkstra.data
 create mode 100644 algo/first/prim.c
 create mode 100644 algo/first/prim.data
 create mode 100644 algo/first/topological.c
 create mode 100644 algo/first/topological.data
 create mode 100644 algo/first/warshall.c
 create mode 100644 algo/first/warshall.data

diff --git a/algo/first/application_select.c b/algo/first/application_select.c
new file mode 100644
index 0000000..8dd7ccb
--- /dev/null
+++ b/algo/first/application_select.c
@@ -0,0 +1,79 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
+/*O(n*log(n) + n), сортировка плюс проход по массиву заявок */
+
+/* Структура для хранения зявки */
+typedef struct application {
+	int begin;
+	int end;
+} app;
+
+int vector_compare(const void *a, const void *b);
+app* solve(app* vector, unsigned int* NUM);
+
+int main() {
+	/* Число заявок */
+	unsigned int N;
+	scanf("%d", &N);
+	app* vector = (app*)calloc(N, sizeof(app));
+
+	/* Считываем информацию о заявках, начало-конец */
+	for (unsigned int i = 0; i < N; i++) {
+		scanf("%d %d", &vector[i].begin, &vector[i].end);
+	}
+
+	/* Сортируем заявки по времени окончания */
+	qsort(vector, N, sizeof(app), vector_compare);
+	
+	/* Указатель на vector заменится, N изменится */
+	vector = solve(vector, &N);
+	
+	printf("Решение:\nКоличество выполненных заявок:%d\n", N);
+	for (unsigned int i = 0; i < N; i++) {
+		printf("%i %i\n", vector[i].begin, vector[i].end);
+	}
+
+	free(vector);
+}
+
+int vector_compare(const void *a, const void *b) {
+	return ((const app *)a)->end - ((const app *)b)->end;
+}
+
+/* Учитываем, что время не может быть отрицательным, тем самым
+избавляясь от надобности создавать три указателя или же
+прибегать к сложной сортировке */
+
+app *solve(app *vector, unsigned int *N) {
+	/* Сохраняем начальное значение N */
+	unsigned int N_init = *N;
+	/* Конец очередной заявки */
+	int end = vector[0].end;
+	for (unsigned int i = 1; i < N_init; i++) {
+		if (end > vector[i].begin) {
+			/* Удаляем заявки, время начала которых раньше времени конца */
+			vector[i].begin = vector[i].end = -1;
+			/* Изменяем количество заявок */
+			(*N)--;
+		}
+		else {
+			/* Иначе, обновляем значение очередного конца */
+			end = vector[i].end;
+		}
+	}
+	
+	app* vector_res = (app*)calloc(*N, sizeof(app));
+	unsigned int j = 0;
+	/*  Два случая: нужные заявки в конце, нужные заявки в начале */
+	for (unsigned int i = 0; i < N_init && j != *N; i++) {
+		/* Если заявка не помечена недействительной, то вписываем ее в новый массив */
+		if (vector[i].begin != -1) { 
+			vector_res[j] = vector[i];
+			j++;
+		}
+	}	
+	
+	free(vector);
+	return vector_res;
+}
diff --git a/algo/first/application_select.data b/algo/first/application_select.data
new file mode 100644
index 0000000..9d6f930
--- /dev/null
+++ b/algo/first/application_select.data
@@ -0,0 +1,15 @@
+# 1
+
+5
+1 2
+3 6
+3 4
+5 7
+1 7
+
+# 2
+
+3
+1 5
+2 3
+3 4
diff --git a/algo/first/dijkstra.c b/algo/first/dijkstra.c
new file mode 100644
index 0000000..81573b9
--- /dev/null
+++ b/algo/first/dijkstra.c
@@ -0,0 +1,120 @@
+#include <stdlib.h>
+#include <stdio.h>
+#include <limits.h>
+
+/* O(n^2) */
+
+int* solve(int** massiv, int n, int x); // 0 вершина(можно заменить в коде)
+void route(int** massiv, int* problem, int n, int x);// для 0 вершины
+
+int main() {
+	int n;
+	int x;
+
+	scanf("%d", &n);
+	int **adj = (int**)calloc(n, sizeof(int*));
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		adj[i] = (int*)calloc(n, sizeof(int));
+	}
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		for (int j = 0; j < n; j++) {
+			scanf("%d", &adj[i][j]);
+		}
+	}
+
+	/* Номер вершины */
+	scanf("%d", &x);
+
+	int *res = solve(adj, n, x);
+
+	route(adj, res, n, x);
+
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		free(adj[i]);
+	}
+	free(adj);
+
+	free(res);
+}
+
+int *solve(int **adj, int n, int x) {
+	/* Пройденные вершины - 1, непройденные - 0 */
+	int *vertics = (int*)calloc(n, sizeof(int));
+	/* Вершины, из которых быстрее всего добраться */
+	int *res = (int*)calloc(n, sizeof(int));
+	/* Количество пройденных вершин */
+	int size = 1;
+	/* Массив с длинами ребер, из которых выбираем */
+	int* arr = (int*)calloc(n, sizeof(int));
+	/* Начальная вершина */
+	int vertic = x;
+	/* Делаем начальную вершину выбранной */
+	vertics[vertic] = 1;
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		arr[i] = adj[vertic][i];
+		res[i] = vertic;
+	}
+	while (size != n) {
+		int min = INT_MAX;
+		int k;
+		for (int i = 0; i < n; i++) {
+			/* Пропускаем пройденные вершины */
+			if (vertics[i] == 1) {
+				continue;
+			}
+			/* Ищем вершину, до которой ближе всего (с номером k) */
+			if (min > arr[i]) {
+				min = arr[i];
+				k = i;
+			}
+		}
+		/* Отмечаем найденную вершину "пройденной" */
+		vertics[k] = 1;
+		/* Смотрим, изменится ли наш массив рёбер, если будем "шагать" из выбранной вершины */
+		for (int i = 0; i < n; i++) {
+			/* Игнорируем пройденные вершины */
+			if (vertics[i] == 1) {
+				continue;
+			}
+			/* Если из вершины k ближе до вершины i, то обновляем знaчение для i */
+			if (arr[i] > min + adj[k][i]) {
+				arr[i] = min + adj[k][i];
+				res[i] = k;
+			}
+		}
+
+		size++;
+	}
+	free(vertics);
+	free(arr);
+	return res;
+}
+
+void route(int **adj, int *res, int n, int x) {
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		/* Игнорируем петли */
+		if (i == x) {
+			continue;
+		}
+		int w = i;
+		/* Суммарная длина */
+		int sum = 0;
+		/* Если есть прямой короткий путь, то выводим его */
+		if (res[i] == x) {
+			sum = adj[x][i];
+			printf("%d: %d-%d\n", i, i, x);
+		}
+		/* Иначе, последовательно идем по вершинам из res */
+		else {
+			printf("%d: %d-", i, i);
+			while (res[w] != x) {
+				sum += adj[res[w]][w];
+				printf("%d-", res[w]);
+				w = res[w];
+			}
+			sum += adj[x][w];
+			printf("%d\n", x);
+		}
+		printf("Расстояние: %d\n###\n", sum);
+	}
+}
diff --git a/algo/first/dijkstra.data b/algo/first/dijkstra.data
new file mode 100644
index 0000000..3208ff6
--- /dev/null
+++ b/algo/first/dijkstra.data
@@ -0,0 +1,10 @@
+8
+0   23  12  999 999 999 999 999
+23  0   25  999 22  999 999 35
+12  25  0   18  999 999 999 999
+999 999 18  0   999 20  999 999
+999 22  999 999 0   23  14  999
+999 999 999 20  23  0   24  999
+999 999 999 999 14  24  0   16
+999 35  999 999 999 999 16  0
+4
diff --git a/algo/first/prim.c b/algo/first/prim.c
new file mode 100644
index 0000000..4ba6ae3
--- /dev/null
+++ b/algo/first/prim.c
@@ -0,0 +1,91 @@
+#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <limits.h>
+
+/* O(n^2), n - количество вершин, используем матрицу смежности */
+
+void solve(int **adj, int **res, int n);
+
+int main() {
+	int n;
+
+	scanf("%d", &n);
+	int **adj = (int**)calloc(n, sizeof(int*));
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		adj[i] = (int*)calloc(n, sizeof(int));
+	}
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		for (int j = 0; j < n; j++) {
+			scanf("%d", &adj[i][j]);
+		}
+	}
+	
+	int **res = (int**)calloc(n, sizeof(int*));
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		res[i] = (int*)calloc(n, sizeof(int));
+	}
+
+	solve(adj, res, n);
+
+	printf("Решение:\n");
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		for (int j = i + 1; j < n; j++) {
+			if (res[i][j] != 0) {
+				printf("%i-%i: %i\n", i, j, res[i][j]);
+			}
+		}
+	}
+
+	/* Освобождаем память */
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		free(adj[i]);
+	}
+	free(adj);
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		free(res[i]);
+	}
+	free(res);
+}
+
+void solve(int **adj, int **res, int n) {
+	/* Множество выбранных вершин, 1 - выбрано, 0 - не выбрано */
+	int* set = (int *)calloc(n, sizeof(int));
+	/* Выбрали первую вершину */
+	set[0] = 1;
+	/* Количество выбранных вершин */
+	int set_size = 1;
+	while (set_size != n) {
+		/* "Бесконечность" */
+		int min = INT_MAX;
+		/* Номер вершины */
+		int k_i;
+		int k_j;
+		for (int i = 0; i < n; i++) {
+			/* Если вершина еще не выбрана, то пропускаем её */
+			if (!set[i]) {
+				continue;
+			}
+			/* Рассматриваем выбранные вешины */
+			for (int j = 0; j < n; j++) {
+				/* Если вершина k_j выбрана, то пропускаем её, она уже в компоненте связности */
+				if (set[j] == 1) {
+					continue;
+				}
+				/* Выбираем кратчайшее ребро */
+				if (min > adj[i][j] && adj[i][j]) {
+					min = adj[i][j];
+					k_i = i;
+					k_j = j;
+				}
+			}
+		}
+		/* Добавляем вершину k_j в компоненту связности */
+		set[k_j] = 1;
+		/* Сохраняем в симметрическую матрицу результат */
+		res[k_i][k_j] = adj[k_i][k_j];
+		res[k_j][k_i] = adj[k_i][k_j]; 
+		set_size++;
+	}
+	free(set);
+}
diff --git a/algo/first/prim.data b/algo/first/prim.data
new file mode 100644
index 0000000..a1155bc
--- /dev/null
+++ b/algo/first/prim.data
@@ -0,0 +1,6 @@
+5
+0	9	75 	0 	0
+9	0	95 	19 	42
+75	95 	0 	51 	66
+0	19 	51 	0 	31
+0	42 	66 	31 	0
diff --git a/algo/first/topological.c b/algo/first/topological.c
new file mode 100644
index 0000000..a8af486
--- /dev/null
+++ b/algo/first/topological.c
@@ -0,0 +1,78 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <assert.h>
+
+/* O(n) - алгоритм Тарьяна */
+int* solve(int** massiv, int n);
+void dfs(int** massiv, int size, int* paint, int vertex, int* problem, int* len);
+
+int main(){
+	int n;
+
+	scanf("%d", &n);
+	int **adj = (int**)calloc(n, sizeof(int*));
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		adj[i] = (int*)calloc(n, sizeof(int));
+	}
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		for (int j = 0; j < n; j++) {
+			scanf("%d", &adj[i][j]);
+		}
+	}
+
+	int *res = solve(adj, n);
+
+	for (int i = 0; i < n; ++i) {
+		printf("%d ", res[i]);
+	}
+
+	/* Освобождаем память */
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		free(adj[i]);
+	}
+	free(adj);
+	free(res);
+	
+}
+
+int* solve(int** adj, int n) {
+	int* res = (int*)calloc(n, sizeof(int));
+	/* Список раскрасок вершин, 0 - белый, 1 - серый, 2 - черный */
+	int* paint = (int*)calloc(n, sizeof(int));
+	int len = n - 1;
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		if (paint[i] == 0) {
+			dfs(adj, n, paint, i, res, &len);
+		}
+		/* Если нашлась серая вершина на данном шаге, то граф цикличен */
+		else if (paint[i] == 1) {
+			printf("Граф цикличен, решения не существует:\n");
+			assert(0);
+		}
+	}
+
+	free(paint);
+	return res;
+}
+void dfs(int **adj, int size, int* paint, int vertex, int* res, int* len) {
+	if (paint[vertex] == 0) {
+		/* Красим белую вершину в серую */
+		paint[vertex] = 1;
+		/* вызываем поиск в глубину для каждой вершины, в которую можем дойти из данной, рекурсивно */
+		for (int i = 0; i < size; i++) {
+			if (adj[vertex][i] == 1) {
+				dfs(adj, size, paint, i, res, len);
+			}
+		}
+		/* Заносим вершину в список для вывода */
+		res[(*len)--] = vertex;
+		/* Красим вершину в черный, она обработана */
+		paint[vertex] = 2;
+
+	}
+	/* Если нашлась серая вершина - граф цикличен */
+	else if (paint[vertex] == 1) {
+		printf("Граф цикличен, решения не существует:\n");
+		assert(0);
+	}
+}
diff --git a/algo/first/topological.data b/algo/first/topological.data
new file mode 100644
index 0000000..8272198
--- /dev/null
+++ b/algo/first/topological.data
@@ -0,0 +1,7 @@
+6
+0 0 0 0 0 1
+1 0 0 0 0 0
+0 0 0 0 0 0
+1 0 1 0 0 0
+0 0 1 0 0 0
+0 0 0 0 0 0
diff --git a/algo/first/warshall.c b/algo/first/warshall.c
new file mode 100644
index 0000000..bf8fee2
--- /dev/null
+++ b/algo/first/warshall.c
@@ -0,0 +1,51 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
+/* O(n^3) */
+
+void solve(int** adj, int n);
+
+int main() {
+	int n;
+	scanf("%d", &n);
+	int **adj = (int**)calloc(n, sizeof(int*));
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		adj[i] = (int*)calloc(n, sizeof(int));
+	}
+	/* Считываем матрицу смежности. Вместо бесконечности выступает 9999 */
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		for (int j = 0; j < n; j++) {
+			scanf("%d", &adj[i][j]);
+		}
+	}	
+
+	solve(adj, n);
+
+	printf("Решение:\n");
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		for (int j = 0; j < n; j++) {
+			printf("%d ", adj[i][j]);
+		}
+		printf("\n");
+	}
+
+	/* Освобождаем память */
+	for (int i = 0; i < n; i++) {
+		free(adj[i]);
+	}
+	free(adj);
+
+}
+
+void solve(int **adj, int n) {
+	/* Перебираем все варианты добраться из i в j через k, если выходит короче, то перезаписываем значение i->j */
+	for (int k = 0; k < n; k++) {
+		for (int i = 0; i < n; i++) {
+			for (int j = 0; j < n; j++) {
+				if (adj[i][k] + adj[k][j] < adj[i][j]) {
+					adj[i][j] = adj[i][k] + adj[k][j];
+				}
+			}
+		}
+	}
+}
diff --git a/algo/first/warshall.data b/algo/first/warshall.data
new file mode 100644
index 0000000..6d17523
--- /dev/null
+++ b/algo/first/warshall.data
@@ -0,0 +1,9 @@
+8
+0   	23  	12  	9999 	9999 	9999 	9999 	9999
+23  	0   	25  	9999 	22  	9999 	9999 	35
+12  	25  	0   	18  	9999 	9999 	9999 	9999
+9999 	9999 	18  	0   	9999 	20  	9999 	9999
+9999 	22  	9999 	9999 	0   	23  	14  	9999
+9999 	9999 	9999 	20  	23  	0   	24  	9999
+9999 	9999 	9999 	9999 	14  	24  	0   	16
+9999 	35  	9999 	9999 	9999 	9999 	16  	0